JP4688667B2 - Scanning imager and imaging method for specimen imaging - Google Patents

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Description

本発明は画像化技術に関する。本発明は様々な画像化システムにて利用できるが、その主たる用途は、血液塗抹標本、生体試料等における低密度/高密度細胞検知、位置特定及び識別である。そこで、本願では本発明をこの用途に適用した例を説明することとするが、本発明にはこれ以外にも用途があることを理解されたい。本発明は、印刷工学、電子工学、医学等の科学技術分野において、例えば半導体ウェハ画像の取得、液体や固体薄膜の中に入り込んだ汚濁微粒子の撮影等、略平坦面乃至試料上に存する様々な低密度/高密度物体の画像化、位置特定及び識別に利用できる。   The present invention relates to an imaging technique. The present invention can be used in various imaging systems, but its main application is low density / high density cell detection, localization and identification in blood smears, biological samples and the like. Therefore, although the present application will describe an example in which the present invention is applied to this application, it should be understood that the present invention has other applications. The present invention relates to various technologies existing on a substantially flat surface or a sample in the fields of science and technology such as printing engineering, electronic engineering, medicine, etc. Can be used to image, locate and identify low density / high density objects.

特殊細胞(rare cell:RC)研究に固有の問題としては、血液その他の体液内におけるRC濃度は低いのが普通だ、という問題がある。RC研究においては、通常、まず体液例えば血液を処理してその中の不要細胞を取り除き、更に抗体に付着する蛍光物質を加えて、その抗体をRC表面やRCタンパク質に選択的に付着させる。付着先のRCタンパク質は膜タンパク質や細胞内タンパク質、例えば細胞質タンパク質であり、この抗体はそのRC内の他の分子やDNAにも付着する。   A problem inherent to special cell (RC) research is that the RC concentration in blood and other body fluids is usually low. In RC research, usually, a body fluid such as blood is first treated to remove unnecessary cells therein, and a fluorescent substance that adheres to the antibody is added to selectively attach the antibody to the RC surface or RC protein. The attached RC protein is a membrane protein or an intracellular protein such as a cytoplasmic protein, and this antibody also adheres to other molecules and DNA in the RC.

付加する蛍光物質は、例えば蛍光マーカ染料等、注目細胞を識別可能とする物質であればよい。また、例えば血液やその構成要素を含む塗抹標本に含まれる細胞の中から目的とする種類のRC細胞を識別する際には、上述のやり方で処理した後に、その塗抹標本を光学的に解析すればよい。その際、統計的に正確な解析結果を得る上で大切なことは、解析プロセスにて必要とされる個数以上の個数の細胞を取得することであるが、それには困難がつきものである。例えば、細胞100万個当たりに1個含まれるRCを対象とするRC研究において、統計的正確性を得るため最低10個のRCを識別する必要があるなら、最低でも1000万個の細胞をサンプリングしなければならないが、1000万個以上の細胞を含む血液塗抹標本の面積は普通は100cm2にもなる。ご理解頂けるであろうが、ここで示した所要細胞数は一例に過ぎず、試験乃至研究の種類によってはこの例より多数の細胞を得なければ統計的正確性を達成できないこともあるし、100万細胞当たり1個のRCという濃度という数値も観察できるRCの稀覯性を示すための一例に過ぎず、これより濃度が低い場合もある。なお、本願で説明する発明は、所要細胞数がこの例より多い場合や少ない場合にも、また細胞濃度がこの濃度例より高い場合や低い場合にも適用でき、更には、血液塗抹標本内細胞識別に限らず量子ドットやナノ粒子プローブを識別手段として用いる既知の又は今後開発される細胞識別手法にて実施することもできる。 The fluorescent substance to be added may be any substance that can identify the cell of interest, such as a fluorescent marker dye. For example, when identifying a target type of RC cell from cells contained in blood or a smear containing its constituents, the smear is optically analyzed after processing in the manner described above. That's fine. At that time, it is important to obtain a statistically accurate analysis result to obtain more cells than necessary for the analysis process, but this is difficult. For example, in an RC study involving one RC per million cells, if you need to identify at least 10 RCs for statistical accuracy, sample at least 10 million cells However, the area of a blood smear containing more than 10 million cells is usually 100 cm 2 . As you can see, the required number of cells shown here is only an example, and depending on the type of test or study, statistical accuracy may not be achieved without obtaining more cells than this example. The numerical value of one RC per million cells is only an example to show the rareness of RC that can be observed, and the concentration may be lower than this. The invention described in the present application can be applied to cases where the required number of cells is larger or smaller than this example, and also when the cell concentration is higher or lower than this concentration example. Not only the identification but also a known or later-developed cell identification method using a quantum dot or a nanoparticle probe as the identification means.

米国特許第4600951号明細書US Pat. No. 4,600,951 米国特許第4849645号明細書U.S. Pat. No. 4,849,645 米国特許第4875780号明細書U.S. Pat. No. 4,875,780 米国特許第4941309号明細書U.S. Pat. No. 4,941,309 米国特許第5017798号明細書US Pat. No. 5,017,798 米国特許第5216485号明細書US Pat. No. 5,216,485 米国特許第5471066号明細書US Pat. No. 5,471,662 米国特許第5627365号明細書US Pat. No. 5,627,365 米国特許第5640246号明細書US Pat. No. 5,640,246 米国特許第5798831号明細書US Pat. No. 5,798,831 米国特許出願公開第2002/186368号明細書(A1)US Patent Application Publication No. 2002/186368 (A1) 米国特許第6545334号明細書(B2)US Pat. No. 6,545,334 (B2) 米国特許第5892577号明細書US Pat. No. 5,892,577 米国特許第4721851号明細書US Pat. No. 4,721,851 米国特許第4010364号明細書U.S. Pat. No. 4,010,364 米国特許第4002829号明細書U.S. Pat. No. 4,0028,29 米国特許第5732162号明細書US Pat. No. 5,732,162 米国特許出願公開第2004/71330号明細書(A1)US Patent Application Publication No. 2004/71330 (A1) 米国特許出願公開第2004/71332号明細書(A1)US Patent Application Publication No. 2004/71332 (A1) 米国特許出願公開第2004/131241号明細書(A1)US Patent Application Publication No. 2004/131241 (A1) 英国特許第1579188号明細書British Patent No. 1579188 特開平4−296642号公報JP-A-4-296642 特開平6−148085号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-148085 特開平9−145631号公報JP-A-9-145631 Diana W. Bianchi et al., "Fetomaternal Cellular and Plasma DNA Trafficking", The Yin and The Yang, Annals New York Academy of Sciences, pp.119-131Diana W. Bianchi et al., "Fetomaternal Cellular and Plasma DNA Trafficking", The Yin and The Yang, Annals New York Academy of Sciences, pp.119-131 Josh Wolfe, "A Thousand Dots of Light", Forbes/Wolfe Nanotech Report, May 29, 2002, [online] Internet URL: http://www.forbes.com/Josh Wolfe, "A Thousand Dots of Light", Forbes / Wolfe Nanotech Report, May 29, 2002, [online] Internet URL: http://www.forbes.com/ Barbara M. D. Pertl et al., "Fetal DNA in Maternal Plasma: Emerging Clinical Applications", The American College of Obstetricians and Gynecologists, Published by Elsevier Science Inc., Vol.98, No.3, September 2001, pp.483-490Barbara M. D. Pertl et al., "Fetal DNA in Maternal Plasma: Emerging Clinical Applications", The American College of Obstetricians and Gynecologists, Published by Elsevier Science Inc., Vol. 98, No. 3, September 2001, pp.483-490 Kenneth D. Bauer et al., "Reliable and Sensitive Analysis of Occult Bone Marrow Metastases Using Automated Cellular Imaging", Clinical Cancer Research, Vol.6, pp.3352-3359, September 2000Kenneth D. Bauer et al., "Reliable and Sensitive Analysis of Occult Bone Marrow Metastases Using Automated Cellular Imaging", Clinical Cancer Research, Vol.6, pp.3352-3359, September 2000 Thomas E. Witzig et al., "Detection of Circulating Cytokeratin-positive Cells in the Blood of Breast Cancer Patients Using Immunomagnetic Enrichment and Digital Microscopy", Clinical Cancer Research, Vol.8, pp.1085-1091, May 2002Thomas E. Witzig et al., "Detection of Circulating Cytokeratin-positive Cells in the Blood of Breast Cancer Patients Using Immunomagnetic Enrichment and Digital Microscopy", Clinical Cancer Research, Vol.8, pp.1085-1091, May 2002 R. A. Ghossein et al., "Molecular Detection and Characterisation of Circulating Tumour Cells and Micrometastases in Solid Tumours", European Journal of Cancer, 36 (2000), pp.1681-1694, March 2000, Elsevier Science Ltd.R. A. Ghossein et al., "Molecular Detection and Characterization of Circulating Tumour Cells and Micrometastases in Solid Tumours", European Journal of Cancer, 36 (2000), pp.1681-1694, March 2000, Elsevier Science Ltd. Kjersti Flatmark et al., "Immunomagnetic Detection of Micrometastatic Cells in Bone Marrow of Colorectal Cancer Patients", Clinical Cancer Research, Vol.8, pp.449-449, February 2002Kjersti Flatmark et al., "Immunomagnetic Detection of Micrometastatic Cells in Bone Marrow of Colorectal Cancer Patients", Clinical Cancer Research, Vol.8, pp.449-449, February 2002 G<bor Mihes et al., "Quantitative Analysis of Disseminated Tumor Cells in the Bone Marrow by Automated Fluorescence Image Analysis", Cytometry (Communications in Clinical Cytometry), 42:357-362, 2000, Wiley-Liss, Inc.G <bor Mihes et al., "Quantitative Analysis of Disseminated Tumor Cells in the Bone Marrow by Automated Fluorescence Image Analysis", Cytometry (Communications in Clinical Cytometry), 42: 357-362, 2000, Wiley-Liss, Inc. M. 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従って、供試プロセスのスループットを向上させる上で鍵となる大量細胞高速走査を実現すること、即ち細胞検知システム乃至プロセスにおける細胞検知速度を高められるシステム(より好ましくは更に細胞検知処理の信頼性(正確性)を高めコストを低められるシステム)を提供することが、求められているといえる。   Therefore, it is possible to realize high-speed scanning of a large amount of cells, which is a key for improving the throughput of the test process, that is, a cell detection system or a system capable of increasing the cell detection speed in the process (more preferably, the reliability of the cell detection process ( It can be said that there is a need to provide a system that can improve accuracy and reduce costs.

そうした要請に応じるため、これまでにも、多数の細胞検知技術が提案されている。例えば、FISH(fluorescence in situ hybridization)、フローサイトメトリ、LSC(laser scanning cytometry)等である。   In order to meet such a demand, many cell detection techniques have been proposed so far. For example, FISH (fluorescence in situ hybridization), flow cytometry, LSC (laser scanning cytometry) and the like.

これらのシステムは、何れも走査速度を向上させることを目指して開発されたシステムではあるが、そのFOV(field of view)が顕微鏡程度とやや狭いことがネックとなって、目指す走査速度を実現するには至っていない。   These systems are all systems that have been developed with the aim of improving the scanning speed, but the FOV (field of view) is somewhat narrower than that of a microscope, and the target scanning speed is realized. It has not reached.

この参照を以てその全内容が本願に繰り入れられるところの米国特許出願第10/271347号においては、こういった問題点に鑑み、FAST(fiber array scanning technology)なる技術を提案している。FASTは、標本を走査する速度ひいてはRCらしき細胞を検知する速度を高めることができ、従って大きな標本を調べることを可能にする技術である。また、上掲の米国出願に記載の技術による速度向上効果は、適当な手段を講ずることによって増強できる。例えば、光源及び信号検知器を複数組設ければよい。より具体的には、互いに異なる波長又は波長域の励起光(より一般的には励起場乃至輻射ビーム。以下同様)を発する複数個の光源(より一般的には輻射源。以下同様)例えばレーザ光源を設けると共に、対応する光源からの励起光の照射により標本から発せられる蛍光を検知できるよう調整乃至校正が施された複数個の信号検知器を設け、それら複数組(N組)の光源及び信号検知器を同時動作させる、という手段である。この構成を実施する際、検知すべき対応する蛍光のみが光信号として検知捕捉されるよう、各信号検知器にフィルタを設けることもできよう。このような構成を採れば、1回の走査で検知できる情報の量が基本的にN倍になる。   In view of these problems, US Patent Application No. 10/271347, the entire contents of which are incorporated herein by reference, proposes a technique called FAST (fiber array scanning technology). FAST is a technique that can increase the speed at which a specimen is scanned and thus the speed at which cells that appear to be RC are detected, thus allowing examination of large specimens. Also, the speed improvement effect by the technique described in the above-mentioned US application can be enhanced by taking appropriate measures. For example, a plurality of sets of light sources and signal detectors may be provided. More specifically, a plurality of light sources (more generally radiation sources; the same applies below), for example, lasers that emit excitation light (more generally excitation fields or radiation beams; the same applies hereinafter) having different wavelengths or wavelength ranges. In addition to providing a light source, a plurality of signal detectors adjusted or calibrated so as to detect fluorescence emitted from the specimen by irradiation of excitation light from the corresponding light source are provided. It is a means of operating a signal detector simultaneously. When implementing this configuration, each signal detector could be provided with a filter so that only the corresponding fluorescence to be detected is detected and captured as an optical signal. By adopting such a configuration, the amount of information that can be detected in one scan is basically N times.

しかしながら、この構成にもなお問題点がある。第1に、或る光源からの励起光により誘導放射された蛍光信号と、他の光源からの励起光により誘導放射される蛍光信号とが、波長的にかなりの部分でかなり重なり合うことがある。この問題は、確かに波長選択的にフィルタリングを行えば軽減することができる。しかしそのフィルタリングによって抑圧される波長域は、本来であれば検知対象に含めることができたはずの有用な波長域であり、そのような波長域が抑圧されてしまうのは不利益である。第2に、上述の構成を実施する際には、輻射された蛍光信号の光路上にビームスプリッタ又はダイクロイックミラーを配置し、その蛍光信号中の所望成分の伝搬先を所望元の信号検知器に向ける構成とするのが妥当であろうが、こうした構成を採ると検知される蛍光信号強度が更に低くなってしまう。   However, this configuration still has problems. First, the fluorescence signal stimulated and emitted by the excitation light from a certain light source and the fluorescence signal stimulated and emitted by the excitation light from another light source may considerably overlap in a considerable part in wavelength. This problem can be alleviated if filtering is performed in a wavelength selective manner. However, the wavelength range suppressed by the filtering is a useful wavelength range that should have been included in the detection target, and it is disadvantageous that such a wavelength range is suppressed. Second, when implementing the above-described configuration, a beam splitter or dichroic mirror is placed on the optical path of the emitted fluorescence signal, and the propagation destination of the desired component in the fluorescence signal is used as the desired signal detector. Although it may be appropriate to adopt a configuration in which the light is directed, if such a configuration is adopted, the detected fluorescence signal intensity is further reduced.

本発明の一実施形態に係る標本画像化用走査型イメージャは、標本を支持するイメージャステージと、イメージャステージ上の標本をその視野内に捕らえるよう標本に近接配置された入射側開口及びそこから離れた場所にある出射側開口を有する光路と、入射側開口を基準として複数に分かれて配置され且つそれぞれ輻射ビームを発する複数個の輻射源と、2以上の反射面を持ち、各反射面は、各反射面に対応する各輻射源から入射する輻射ビームを反射して各輻射を標本の選択された領域の上に走する回転式ポリゴンスキャナと、
標本に対する輻射ビームの作用によって生じ、入射側開口にて受光され、光路を介して出射側開口に伝送され、出射側開口から出射される光信号を各輻射源に対応づけて受光検知する光検知器システムと、光検知器システムにより検知された光信号を各輻射源に対応づけて処理するプロセッサと、を備える標本画像化用走査型イメージャであって、各輻射源は、各輻射源に対応する回転式ポリゴンスキャナの各反射面によって反射される輻射ビームを発し、反射された各輻射ビームが各輻射ビームの走査方向と直角方向にずれた標本の位置を各輻射ビームの標本に対する作用時間をずらして順番に走査することができ、回転式ポリゴンスキャナの一回転あたりの標本のスキャン数を増加させるような回転式ポリゴンミラーへの入射角となるように回転式ポリゴンミラーと所定の位置関係で配置されていること、を特徴とする。
A scanning imager for specimen imaging according to an embodiment of the present invention includes an imager stage that supports a specimen, an entrance-side opening that is disposed close to the specimen so as to capture the specimen on the imager stage within its field of view, and a distance from the entrance side opening. an optical path having an exit-side opening at a location with a plurality of radiation sources that emit placed by and respectively the radiation beam is divided into a plurality based on the input elevation side opening, has two or more reflective surfaces, each reflective surface includes a rotating polygon scannerrun on the selected area of the sample was in the radiation reflected radiation beam incident from the radiation source corresponding to the respective reflecting surfaces,
Light detection that occurs due to the action of the radiation beam on the specimen, is received at the entrance-side aperture, transmitted to the exit-side aperture via the optical path, and received and detected by associating the light signal emitted from the exit-side aperture with each radiation source A scanning imager for specimen imaging , comprising: a detector system; and a processor that processes an optical signal detected by the photodetector system in association with each radiation source , wherein each radiation source corresponds to each radiation source The radiation beam reflected by each reflecting surface of the rotating polygon scanner emits, and the reflected radiation beam is shifted in the direction perpendicular to the scanning direction of each radiation beam. The scanning angle can be shifted in order, and the angle of incidence on the rotating polygon mirror is such that the number of scans of the sample per rotation of the rotating polygon scanner is increased. That are arranged in a rotating polygon mirror and a predetermined positional relationship, characterized by.

以下、本発明の好適な実施形態に関し図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は様々なコンポーネント乃至ステップを様々に組み合わせることにより実施できるものであり、以下説明する実施形態の構成要素及びその組合せ方は、説明のため示した一例に過ぎない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the present invention can be implemented by variously combining various components or steps, and the constituent elements of the embodiment described below and how to combine them are merely examples shown for explanation.

図1に、本発明の実施形態について理解する土台とするため、まず画像化装置乃至イメージャの一例を示す。本願では、まずこのイメージャについて一通り説明した上で、本発明の様々な実施形態、それらによる走査速度向上、並びにそれらにおける上述した問題点の解決手法について、説明することとする。図1に示したイメージャ10は、ガルバノメータによりレーザ光走査を実行するタイプのイメージャであり、備えているレーザ光源の個数は1個(62)、また信号検知器の個数も1個(90)である。図示の如く、このイメージャ10は、例えば、スライド16の(一部)表面上に生体塗抹14等を付した標本12を調べるために使用されるイメージャである。即ち、後に拡大して示すように、微小な又は微視的な物体を検知できるよう設計されている。   FIG. 1 shows an example of an imaging apparatus or an imager for the purpose of understanding the embodiment of the present invention. In the present application, this imager will be described first, and then various embodiments of the present invention, improvement of the scanning speed by them, and a technique for solving the above-described problems in them will be described. The imager 10 shown in FIG. 1 is a type of imager that performs laser beam scanning with a galvanometer. The number of laser light sources provided is one (62), and the number of signal detectors is one (90). is there. As shown in the figure, this imager 10 is an imager used for examining a specimen 12 with a biological smear 14 or the like on a (partial) surface of a slide 16, for example. That is, it is designed so that a minute or microscopic object can be detected as shown in an enlarged manner later.

本件技術分野において知られているように、細胞研究向けの標本12例えばセルモノレイヤを作成する際には、被検体から血液やその成分等といった体液標本を抜き取り、抜き取った体液標本をマーカ染料等の蛍光物質により処置するのが望ましい。蛍光物質として用いる物質は、細胞の表面又は内部に存するタンパク質、核酸等各種の生体分子に選択的に被着する物質である。本件技術分野においては、臨床的関心が持たれている各種の細胞、例えば検討の余地ある或る種の癌細胞、芽細胞等に好適にマーキングできる蛍光物質が、何種か知られており、また、脳細胞、肝細胞、細菌細胞等、多種多様な細胞用のマーキング物質を開発する努力も払われている。マーキングに使用される蛍光物質は、所期の励起輻射(所定波長乃至所定スペクトル分布を有する光、X線、電子ビーム等の輻射)を受けると、特徴光例えば蛍光や燐光を放射する。この特徴発光は、通常、固有の波長を有しているか或いは固有の波長域に亘るスペクトル分布を有している。なお、染料によるマーキングは代表的なタグ付けプロセスであるが、量子ドット、DNAナノ粒子プローブ等として知られるマーカを用いる手法も存在している。   As known in this technical field, when preparing a specimen 12 for cell research, for example, a cell monolayer, a body fluid specimen such as blood or its components is extracted from the subject, and the body fluid specimen such as a marker dye is extracted from the body fluid specimen. It is desirable to treat with a fluorescent material. A substance used as a fluorescent substance is a substance that selectively adheres to various biomolecules such as proteins and nucleic acids existing on the surface or inside of cells. In this technical field, several types of fluorescent substances that can be suitably marked on various cells of clinical interest, such as certain cancer cells that need to be examined, blasts, etc., are known, Efforts are also being made to develop marking materials for a wide variety of cells such as brain cells, hepatocytes, and bacterial cells. A fluorescent material used for marking emits characteristic light such as fluorescence or phosphorescence when receiving an intended excitation radiation (radiation of light having a predetermined wavelength to a predetermined spectral distribution, X-ray, electron beam, or the like). This characteristic emission usually has a unique wavelength or a spectral distribution over a unique wavelength range. In addition, although marking with a dye is a typical tagging process, there is a technique using a marker known as a quantum dot, a DNA nanoparticle probe, or the like.

スライド16上に塗抹14を付して作成された標本12は移送用イメージャステージ(スライドホルダ)20上に装着される。図1においてはステージ20のうちの一部しか示していないが、このステージ20はトラック22及びモータ24を備えている。トラック22は直線移動させることが可能なトラックであって、標本12はこのトラック22によって支持される。また、モータ24はギア26を介してトラック22に連結されており、このモータ24を動作させると、トラック22及びそれによって支持されている標本12が、図中矢印28で示されているy方向及び図中矢印29で示されているx方向に沿って移送されることとなる。なお、図1中では直線移送型のトラック22を回転型のモータ24によって駆動しているが、他種の駆動機構を使用してもよい。更に、直線的移動に代え又はこれに加えて、標本12を回転させるといった他種の運動をさせてもよい。   The specimen 12 created by applying the smear 14 on the slide 16 is mounted on a transfer imager stage (slide holder) 20. Although only a part of the stage 20 is shown in FIG. 1, the stage 20 includes a track 22 and a motor 24. The track 22 is a track that can be linearly moved, and the specimen 12 is supported by the track 22. The motor 24 is connected to the track 22 via a gear 26. When the motor 24 is operated, the track 22 and the specimen 12 supported by the track 22 are in the y direction indicated by an arrow 28 in the figure. And it will be transferred along the x direction shown by the arrow 29 in the figure. In FIG. 1, the linear transfer type track 22 is driven by the rotary motor 24, but other types of driving mechanisms may be used. Further, instead of or in addition to the linear movement, other types of movement such as rotating the specimen 12 may be performed.

図1〜図3に示されているように、イメージャ10は、入射側開口48から出射側開口52へと光信号を伝送する光路として、第1端部42及び第2端部44を有する光ファイバ束40を備えている。ファイバ束第1端部42は標本12に近い場所にあり、ファイバ束第2端部44は標本12から離れた場所にある。図3から最もよく判読できるように、ファイバ束第1端部42には複数本のファイバ個々の第1端部46が現れており、これら複数個の個別ファイバ第1端部46は互いにほぼ平行に、また略直線的或いは高アスペクト比方形と称し得る形状に並んで、x方向に長い入射側開口48を形成している。標本12に平行な入射側開口48を形成している個別ファイバ第1端部46の個数、即ちファイバの本数は例えば数千本以上と多くするのが望ましい。例えば、その直径が約50μmのファイバを40000本使用し、40本×1000本のアレイ状に並べるとよい。これによって形成される入射側開口48は、その長軸方向寸法が約5cm、短軸方向寸法が約0.2cm、従ってそのアスペクト比が25:1という形状・寸法になる。個別ファイバ第1端部46の配置は図3に示すように規則的なパターンとするとよいが、不規則配置することもまた非周期パターンでアレイ状に配置することも可能である。ファイバの太さは50μmより太くても細くてもよい。また、図示したファイバはその端部46が略円形のファイバであるが、卵形、四角形、六角形等といった他種断面形状を有するファイバを用いてもかまわない。何れにせよ、個別ファイバ第1端部46は、塗抹14がその視野内に入るよう、塗抹14が付されている略平坦な面に対しできるだけ直交方向に近い方向に向け、塗抹14に対向させる。   As shown in FIGS. 1 to 3, the imager 10 has a first end 42 and a second end 44 as an optical path for transmitting an optical signal from the incident side opening 48 to the emission side opening 52. A fiber bundle 40 is provided. The fiber bundle first end 42 is at a location near the sample 12, and the fiber bundle second end 44 is at a location away from the sample 12. As best seen in FIG. 3, the fiber bundle first end portion 42 has a plurality of individual fiber first ends 46 that are substantially parallel to each other. In addition, an incident-side opening 48 that is long in the x direction is formed side by side in a shape that can be referred to as a substantially linear or high aspect ratio square. It is desirable to increase the number of the individual fiber first ends 46 forming the incident side opening 48 parallel to the sample 12, that is, the number of fibers, for example, several thousand or more. For example, 40,000 fibers having a diameter of about 50 μm may be used and arranged in an array of 40 × 1000. The incident-side opening 48 formed thereby has a shape / dimension of about 5 cm in the major axis direction and about 0.2 cm in the minor axis direction, and thus its aspect ratio is 25: 1. The arrangement of the individual fiber first end portions 46 may be a regular pattern as shown in FIG. 3, but may be arranged irregularly or in an array with an aperiodic pattern. The thickness of the fiber may be thicker or thinner than 50 μm. The illustrated fiber is a fiber having a substantially circular end 46, but a fiber having another cross-sectional shape such as an egg shape, a quadrangle, a hexagon, or the like may be used. In any case, the individual fiber first end portion 46 is opposed to the smear 14 in a direction as close to the orthogonal direction as possible with respect to the substantially flat surface on which the smear 14 is applied so that the smear 14 enters the field of view. .

図2から最もよく判読できるように、光ファイバ束40には整形が施されている。即ち、光ファイバ束40の断面直径及び断面形状は、その第1端部42から第2端部44にかけて変化している。ファイバ束第2端部44には複数本のファイバの第2端部50が現れているが、整形に伴いこれら個別ファイバ第2端部50はこじんまりとまとまって、略円形の出射側開口52を形成している。個別ファイバ第1端部46と個別ファイバ第2端部50は同じ個別ファイバの両端であるからそれらの間には1対1の対応関係があり、またある第1端部46とこれに対応する第2端部50とを接続しているファイバは他の第1端部46とこれに対応する第2端部50とを接続しているファイバとは別体のファイバである。各ファイバは、個別に自分用の導波クラッディングを有するファイバとするのが望ましいが、光伝送性のファイバコアを有するのみでクラッディングを有しておらず大気とコアとの界面に光導波機能を果たさせるようなファイバを使用してもよい。また、これら以外の種類の光ファイバ、例えば本件技術分野において周知のファイバを使用することもできる。典型的には、押出成形によって製造されガラス、プラスチックその他の光透過性素材から形成される各種のファイバを挙げることができよう。図2中、破線で示されているのは2個の別々なファイバ56及び58の通り道である。この図に示されている光ファイバ束40は、広がったほぼ直線状の第1端部42からまとまったほぼ円形の第2端部44へと収束するように整形されている。例えば、先に示したように直径50μmのファイバを40000本用いる例では、出射側開口52が直径約1.3cmの円形になる。こうした整形は、光ファイバ束40内のファイバ同士(例えば56と58)の空間的位置関係を連続的に変化させることによって、好適に実現できる。   As best seen from FIG. 2, the optical fiber bundle 40 is shaped. That is, the cross-sectional diameter and cross-sectional shape of the optical fiber bundle 40 change from the first end 42 to the second end 44. The second end portion 50 of a plurality of fibers appears in the fiber bundle second end portion 44, but these individual fiber second end portions 50 are gathered together with shaping to form a substantially circular emission side opening 52. Forming. Since the individual fiber first end 46 and the individual fiber second end 50 are both ends of the same individual fiber, there is a one-to-one correspondence between them, and there is a corresponding first end 46 and this. The fiber connecting the second end 50 is a separate fiber from the fiber connecting the other first end 46 and the corresponding second end 50. Each fiber is preferably a fiber having its own waveguide cladding, but it has only a light-transmitting fiber core and does not have a cladding, but has an optical waveguide at the interface between the atmosphere and the core. A fiber that performs a function may be used. In addition, other types of optical fibers, for example, fibers well known in the present technical field can also be used. Typically, various fibers may be mentioned that are manufactured by extrusion and formed from glass, plastic or other light transmissive material. In FIG. 2, the dashed lines show the paths of two separate fibers 56 and 58. The optical fiber bundle 40 shown in this figure is shaped so as to converge from the spread substantially straight first end portion 42 to the substantially circular second end portion 44. For example, as described above, in the example in which 40,000 fibers having a diameter of 50 μm are used, the emission side opening 52 is circular with a diameter of about 1.3 cm. Such shaping can be suitably realized by continuously changing the spatial positional relationship between the fibers in the optical fiber bundle 40 (for example, 56 and 58).

特記すべきことに、個別ファイバ第1端部46と個別ファイバ第2端部50との空間的関係は概略任意に定めることができる。図2に例示されているファイバ56及び58は入射側開口48内のほぼ同じ場所から発しているが、ファイバ56が出射側開口52のほぼ天辺で終端しているのに対しファイバ58はほぼ真ん中で終端している。ファイバ配置上の都合を考えると、入射側開口48内における個別ファイバ第1端部46の位置と、出射側開口52内における個別ファイバ第2端部50の位置との間に、所定の対応関係があるのが望ましいが、それら端部46及び50の位置間にきちんとした対応関係がなく全般的に任意な位置関係となるようにしてもかまわない。なお、整形光ファイバ束40と似通った整形光ファイバ束は既知であり、光技術の分野において他の用途で使用されている。例えば、合焦した光を直線状の照射パターンに変換する用途や、光ビームを分光器や分光計の直線スリットに導入する用途である。   It should be noted that the spatial relationship between the individual fiber first end 46 and the individual fiber second end 50 can be determined approximately arbitrarily. The fibers 56 and 58 illustrated in FIG. 2 originate from approximately the same location in the entrance aperture 48, but the fiber 56 terminates at approximately the top of the exit aperture 52, whereas the fiber 58 is approximately in the middle. It ends with. In consideration of the fiber arrangement, a predetermined correspondence between the position of the individual fiber first end 46 in the incident side opening 48 and the position of the individual fiber second end 50 in the output side opening 52 is provided. However, there is no proper correspondence between the positions of the end portions 46 and 50, and an arbitrary positional relationship may be used as a whole. A shaped optical fiber bundle similar to the shaped optical fiber bundle 40 is known and used for other purposes in the field of optical technology. For example, it is used for converting focused light into a linear irradiation pattern, or used for introducing a light beam into a linear slit of a spectroscope or spectrometer.

入射側開口48から出射側開口52までの光信号伝送効率を良好なものにするためには、光ファイバ束40におけるファイバ結束密度を高くすること、例えば約0.80以上の係数とすることが望ましい。光信号伝送効率に影響する要素としては、この光ファイバ結束密度の他に、個別ファイバ第1端部46及び第2端部50の先端研磨状態乃至光伝達特性、ファイバ(56,58等)の単位長当たり吸収率、ファイバ(56,58等)の全長等がある。また、ファイバ曲げ損失については、図1及び図2に示すように光ファイバ束40の曲がり方が急峻にならないようにすること、即ち光ファイバ束40を徐々に曲げていくことによって、うまく抑えることができる。このように徐々に曲げていくことによって、同図中にあるように入射側開口48と出射側開口52の開口方向を違わせること等もできる。   In order to improve the optical signal transmission efficiency from the entrance side opening 48 to the exit side opening 52, the fiber binding density in the optical fiber bundle 40 should be increased, for example, a coefficient of about 0.80 or more. desirable. As factors affecting the optical signal transmission efficiency, in addition to the optical fiber bundling density, the tip end polished state of the individual fiber first end 46 and the second end 50 or the light transmission characteristics, the fiber (56, 58, etc.) Absorption rate per unit length, total length of fibers (56, 58, etc.), and the like. Further, the fiber bending loss can be suppressed well by preventing the bending of the optical fiber bundle 40 from becoming steep as shown in FIGS. 1 and 2, that is, by bending the optical fiber bundle 40 gradually. Can do. By gradually bending in this manner, it is possible to change the opening directions of the entrance side opening 48 and the exit side opening 52 as shown in FIG.

そして、ここでは光ファイバ束40という捕捉光伝送形態を示したが、良好な特性が得られるものである限り、既知の又は今後開発される様々な光伝送素子、光路乃至光パイプを光路乃至光パイプとして使用可能であることは、ご理解頂けるであろう。   The capture optical transmission form of the optical fiber bundle 40 is shown here. However, as long as good characteristics can be obtained, various optical transmission elements, optical paths or light pipes that are known or will be developed in the future are used. You will understand that it can be used as a pipe.

図1〜図3に示されているように、この参考例においては、走査型輻射源60として、レーザ光源62により構成された走査型光源を用いている。このレーザ光源62は、所定波長乃至波長域にて輻射ビームたる励起光64を発生させる。その波長乃至波長域は、塗抹14へのマーキングに使用されている物質を励起可能な波長乃至波長域に設定されている。また、輻射ビーム64によって交差方向から標本12上を角度走査するための手段として、ガルバノメータ66が設けられている。ガルバノメータ66は反射面を有しており、この反射面は、ガルバノメータ66への電気入力に応じ、図中矢印付曲線68で示されているように回転する。更に、この角度走査されている輻射ビーム64を標本12上、中でも塗抹14上に合焦させるため、合焦レンズセット70を設けてもよい。合焦レンズセット70があってもなくても、ガルバノメータ66の反射面を反復的に回転させると輻射ビーム64の向きが反復的に変化し、図中矢印付直線72で示されているように、塗抹14が入射側開口48の下にある直線軌跡74に沿い交差方向から輻射ビーム64によって直線掃引乃至高速走査されることとなる。走査型光源60及び光ファイバ束40は、この直線軌跡74が入射側開口48の直下になるよう、また当該入射側開口48の長軸方向に平行となるよう、構成乃至配置する。即ち、図1に示した座標系でいえば、直線軌跡74の向きがx方向になるようにする。塗抹14が入射側開口48の下方約1mmに位置するようにし、塗抹14のうち入射側開口48の直下にある部分に直線軌跡74が生じるようにするのが、好ましい例といえるであろう。無論、この概念的構成をどのような装置でまたどのような環境にて実施するかにより、直線軌跡(走査軸)74に対する入射側開口48の距離好適値(位置ずれ)は、また別のものになる。   As shown in FIGS. 1 to 3, in this reference example, a scanning light source composed of a laser light source 62 is used as the scanning radiation source 60. The laser light source 62 generates excitation light 64 that is a radiation beam in a predetermined wavelength or wavelength region. The wavelength or wavelength range is set to a wavelength or wavelength range that can excite a substance used for marking on the smear 14. In addition, a galvanometer 66 is provided as means for angularly scanning the specimen 12 from the crossing direction by the radiation beam 64. The galvanometer 66 has a reflecting surface, and this reflecting surface rotates as indicated by a curve 68 with an arrow in the drawing in accordance with an electric input to the galvanometer 66. Further, a focusing lens set 70 may be provided to focus the radiation beam 64 that has been scanned at an angle on the specimen 12, particularly the smear 14. Whether the focusing lens set 70 is present or not, when the reflecting surface of the galvanometer 66 is repeatedly rotated, the direction of the radiation beam 64 is repeatedly changed, as indicated by a straight line 72 with an arrow in the figure. The smear 14 is linearly scanned or scanned at high speed by the radiation beam 64 from the crossing direction along the linear locus 74 below the incident side opening 48. The scanning light source 60 and the optical fiber bundle 40 are configured or arranged so that the linear locus 74 is directly below the incident side opening 48 and parallel to the major axis direction of the incident side opening 48. That is, in the coordinate system shown in FIG. 1, the direction of the linear locus 74 is set to the x direction. It may be said that the smear 14 is positioned approximately 1 mm below the incident side opening 48 and the linear locus 74 is generated in a portion of the smear 14 immediately below the incident side opening 48. Of course, depending on what apparatus and in what environment this conceptual configuration is implemented, the preferred distance (positional deviation) of the incident-side opening 48 with respect to the linear locus (scanning axis) 74 is different. become.

細胞研究に使用する場合、励起用の輻射ビーム64によって塗抹14上に形成される照射スポットの大きさは、細胞の大きさにほぼ相応する大きさになるようにするのが望ましい。照射スポット乃至細胞の大きさは場合によって異なるけれども、通常は約1〜30μmである。このように狭い領域に合焦させるには、合焦レンズセット70を用いてビームを合焦させるのがよいであろう。   When used for cell research, it is desirable that the size of the irradiation spot formed on the smear 14 by the radiation beam 64 for excitation is approximately the size of the cell. Although the size of the irradiation spot or cell varies depending on the case, it is usually about 1 to 30 μm. In order to focus on such a narrow region, it is better to focus the beam using the focusing lens set 70.

図1〜図3に示されているプロセッサたる電子制御ユニット80は、ガルバノメータ66や移送用イメージャステージ20(のモータ等)に対し信号を供給しまたこれら(に設けたセンサ類)から信号を受け取る動作を通じ、輻射ビーム64による直線軌跡74沿いの掃引乃至走査動作(72)と、標本12の移送動作とを協調させ、それによって標本12上の所定エリアに対する横断的ラスタ走査を実行させる。このとき、x方向走査幅は直線軌跡74の長さと入射側開口42の長軸方向寸法のうち短い方によって制限、規定されるので、直線軌跡74の長さを入射側開口42の長軸方向寸法に合わせておくとよい。   The electronic control unit 80 as a processor shown in FIGS. 1 to 3 supplies signals to and receives signals from the galvanometer 66 and the transfer imager stage 20 (motors thereof). Through operation, the sweep or scan operation (72) along the linear locus 74 by the radiation beam 64 and the transport operation of the specimen 12 are coordinated, thereby performing a transverse raster scan for a predetermined area on the specimen 12. At this time, the x-direction scanning width is limited and defined by the shorter one of the length of the linear locus 74 and the long axis direction dimension of the incident side opening 42, so the length of the linear locus 74 is limited to the long axis direction of the incident side opening 42. It is good to match the dimensions.

励起用の輻射ビーム64は、入射側開口42への集光角θより大きな角度で斜め方向から、塗抹14上に入射させる。集光角θは、入射側開口42の短軸方向寸法、入射側開口42と塗抹14との距離、並びに個別ファイバ第1端部46の集光特性により変わり得る。最後に掲げた集光特性を好適に表す特性値としては、その個別ファイバ第1端部46の開口数がある。本件技術分野において知られているように、細胞からの弱い特徴発光を集光するには普通は集光角θを大きく採るのが有益であり、そのため端部開口数が大きな光ファイバを用いるのが普通である。集光角θを大きく採る場合標本12への輻射ビーム64の入射角も大きくする必要があるので、例えば30〜90°とする。輻射ビーム64を標本12上に約90°で入射できるようにする手段としては、例えば、この参照を以て本願にその全内容を繰り入れるところの米国出願第11/017440号及びこれに対応し本願とほぼ同時に提出される日本出願に開示されている構成、特に輻射ビームの走査により形成される軌跡の両側で集光を行える分岐部付の光路がある。   The excitation radiation beam 64 is incident on the smear 14 from an oblique direction at an angle larger than the condensing angle θ to the incident side opening 42. The condensing angle θ may vary depending on the short-axis direction dimension of the incident side opening 42, the distance between the incident side opening 42 and the smear 14, and the condensing characteristic of the individual fiber first end 46. A characteristic value that suitably represents the condensing characteristic listed last is the numerical aperture of the first end 46 of the individual fiber. As is known in this technical field, it is usually beneficial to increase the light collection angle θ in order to collect the weak characteristic light emission from the cells, so use an optical fiber with a large end numerical aperture. Is normal. When the condensing angle θ is set to be large, the incident angle of the radiation beam 64 on the sample 12 needs to be increased, so that it is set to 30 to 90 °, for example. Means for allowing the radiation beam 64 to be incident on the specimen 12 at about 90 ° include, for example, U.S. Application No. 11/017440, which is hereby incorporated by reference in its entirety, and correspondingly with this application. There is a configuration disclosed in a Japanese application filed at the same time, in particular, an optical path with a branching portion that can collect light on both sides of a locus formed by scanning of a radiation beam.

輻射ビーム64の入射角を入射側開口42による集光角θより大きくするのは、一つには、鏡面で反射された輻射ビーム64光が入射側開口42により集光されないようにするためである。それでいて特徴発光のかなりの部分が入射側開口42により集光されるのは、まずマーキング処理が施されている細胞が通常は空間的に等方的に特徴発光を放射する点光源として動作すること、入射側開口42が輻射ビーム64により塗抹14上に形成される軌跡74に沿って且つそれに密接して配置されていること、並びに個別ファイバ第1端部46の開口数が大きいことによる。細胞からの特徴発光は、こうして入射側開口42内の個別ファイバ第1端部46に入り集光された後、その個別ファイバ第1端部46に対応する個別のファイバ(例えば図2中の56や58)を伝い光信号として伝送され、そのファイバに係る個別ファイバ第2端部50に至り、そこで光ファイバ束40から出射される。   One reason for making the incident angle of the radiation beam 64 larger than the condensing angle θ by the incident side opening 42 is to prevent the radiation beam 64 light reflected by the mirror surface from being collected by the incident side opening 42. is there. Nevertheless, a significant part of the characteristic luminescence is collected by the entrance-side aperture 42 because the cells that have been subjected to the marking process normally operate as a point light source that emits characteristic luminescence spatially isotropically. This is because the incident-side opening 42 is arranged along and in close proximity to the locus 74 formed on the smear 14 by the radiation beam 64 and the numerical aperture of the individual fiber first end 46 is large. Characteristic light emission from the cells thus enters the individual fiber first end 46 in the incident side opening 42 and is collected, and then the individual fiber corresponding to the individual fiber first end 46 (for example, 56 in FIG. 2). , 58) and transmitted as an optical signal to the individual fiber second end 50 associated with the fiber, where it is emitted from the optical fiber bundle 40.

また、ご理解頂けるように、多数ある個別ファイバ第1端部46全て或いはその大部分によって、或る特定の細胞から発せられた特徴発光を収集するのではない。通常は、その細胞の極近傍にある1個又は数個の個別ファイバ第1端部46が集光する。例えば、検知したい細胞の寸法に応じ、形成される照射スポットのサイズがそれと同程度の寸法例えば10〜15μmとなるよう、輻射ビーム64を照射する。これに対して、個別ファイバ第1端部46の直径は例えば約50μmであるから、掃引される輻射ビーム64に応じて随所の細胞で発生する特徴発光を視野内に捕らえ集光するのには、細胞1個当たり1本又は数本のファイバしか必要としない。   Also, as can be appreciated, characteristic luminescence emitted from a particular cell is not collected by all or most of the multiple individual fiber first ends 46. Usually, one or several individual fiber first ends 46 in the immediate vicinity of the cell collect light. For example, the radiation beam 64 is irradiated so that the size of the irradiation spot to be formed is approximately the same size, for example, 10 to 15 μm, according to the size of the cell to be detected. On the other hand, since the diameter of the first end portion 46 of the individual fiber is, for example, about 50 μm, it is necessary to capture and collect the characteristic luminescence generated in any cell in the field of view in accordance with the swept radiation beam 64. Only one or a few fibers are required per cell.

他方で、光ファイバ束40の第2端部44においては、個別ファイバ第2端部50は、こじんまりとした出力側開口52を形成するよう配置されている。従って、個別ファイバ第1端部46によって集光された特徴発光は、特徴発光を集光したのがどの個別ファイバ第1端部46であっても、その個別ファイバ第1端部46に対応する小さな空間領域から出射される。入射側開口42の直下に且つ入射側開口42に対し平行に形成される直線軌跡74を辿って輻射ビーム64が掃引されるにつれ、またこれに伴い特徴発光を発する細胞が別の細胞に変わるにつれ、特徴発光を集光する役目は、それまでの特徴発光発生細胞に近いところにある1個又は数個の個別ファイバ第1端部46から、次の特徴発光発生細胞に近いところにある1個又は数個の個別ファイバ第1端部46へと、引き継がれていく。そうして集光された特徴発光は光ファイバ束40によってそのコンパクトな出射側開口52へと伝送される。   On the other hand, at the second end portion 44 of the optical fiber bundle 40, the individual fiber second end portion 50 is arranged so as to form a small output side opening 52. Therefore, the characteristic light collected by the individual fiber first end 46 corresponds to the individual fiber first end 46 regardless of which individual fiber first end 46 has collected the characteristic light emission. It is emitted from a small space area. As the radiation beam 64 is swept following a linear locus 74 formed immediately below the incident side opening 42 and parallel to the incident side opening 42, and a cell emitting characteristic light emission is changed to another cell accordingly. The characteristic light emission is collected from one or several individual fiber first end portions 46 located close to the previous characteristic light emission cell, and one piece located near the next characteristic light emission cell. Or it is taken over to several individual fiber first ends 46. The feature light thus collected is transmitted to the compact exit side opening 52 by the optical fiber bundle 40.

光信号として出射側開口52に伝送された特徴発光は出射側開口52から出射され、信号検知器90に入射される。信号検知器90は、出射側開口52近傍に設けられ出射側開口52からの光を平行化する第1レンズ92に加え、第1レンズ92と第2レンズ96との間に配置された遮光フィルタ94を有している。この遮光フィルタ94は、走査型輻射源60からの光が光検知器セット98に入射されないように、例えば、その反射率ピーク波長が輻射ビーム64の中心波長と一致している干渉フィルタにするとよい。本件技術分野において知られているように、光学的な干渉フィルタによる不要光除去比は、光の入射角に強く依存している。例えば、本構成を実際に製作してみた際に使用した干渉フィルタは、直交方向に対する入射方向のずれ角が±14°以内であるときの除去比が106:1以上のものであった。また、これに対応するため、第1レンズ92として、出射側開口52から出射されてくる光を±10°以内の発散角に抑えて平行化するレンズ群を使用した。なお、こうしたレンズ群は、従来から知られている光学設計法を用いて、設計することができる。   The characteristic light transmitted to the emission side opening 52 as an optical signal is emitted from the emission side opening 52 and enters the signal detector 90. The signal detector 90 is provided in the vicinity of the emission side opening 52 and is a light-shielding filter disposed between the first lens 92 and the second lens 96 in addition to the first lens 92 that collimates the light from the emission side opening 52. 94. The light blocking filter 94 may be an interference filter whose reflectance peak wavelength is coincident with the center wavelength of the radiation beam 64 so that light from the scanning radiation source 60 is not incident on the photodetector set 98, for example. . As is known in the technical field, the unnecessary light removal ratio by the optical interference filter strongly depends on the incident angle of light. For example, the interference filter used when actually manufacturing this configuration has a removal ratio of 106: 1 or more when the deviation angle of the incident direction with respect to the orthogonal direction is within ± 14 °. In order to cope with this, a lens group is used as the first lens 92 that collimates the light emitted from the emission-side opening 52 while suppressing the divergence angle within ± 10 °. Such a lens group can be designed by using a conventionally known optical design method.

図1に示すように、信号検知器90は、第1レンズ92により平行化された光を光検知器セット98上に合焦させる第2レンズ96を有している。コンパクトな出射側開口52にこれらの合焦用光学系(92及び96)を付設して信号検知器90の光検知器セット98上に合焦させているため、入射側開口42が直線的に広い空間に広がっているにもかかわらず、その入射側開口42に入射してきた特徴発光について光検知器セット98により信号検知結果を得ることができ、またこの光検知器セット98を例えばただの1個の光検知器により実現することができる。また、マーキング等の処理が施された細胞にて発生する特徴発光の強度は低く、それらを集光して得られる光の強度もまだ低いものであるため、それを検知して結果を出力する光検知器(光検知器セット98又はその一部)は、光電子増倍管とするのが望ましい。本件技術分野において知られているように、光電子増倍管は、カソード群に印加する多段階の高電圧により電子流をカスケード増幅し信号ゲインを実増させる管である。信号対雑音比を更に改善するには、信号検知器90内の光路を外部から遮断(例えば容器収納)し、漏洩光による雑音を実質低減させるとよい。信号検知器90による検知結果は伝送先の電子制御ユニット80により処理されてディスプレイ100により適宜表示される。   As shown in FIG. 1, the signal detector 90 includes a second lens 96 that focuses the light collimated by the first lens 92 onto the photodetector set 98. Since these focusing optical systems (92 and 96) are attached to the compact exit side opening 52 and focused on the photodetector set 98 of the signal detector 90, the entrance side opening 42 is linear. A signal detection result can be obtained by the photodetector set 98 with respect to the characteristic luminescence incident on the incident side opening 42 in spite of spreading over a wide space. It can be realized by a single photodetector. In addition, the intensity of characteristic luminescence generated in cells that have undergone processing such as marking is low, and the intensity of light obtained by condensing them is still low, so it is detected and the result is output The photodetector (the photodetector set 98 or a part thereof) is preferably a photomultiplier tube. As is known in this technical field, a photomultiplier tube is a tube that cascade-amplifies an electron current by a multi-stage high voltage applied to a cathode group to actually increase a signal gain. In order to further improve the signal-to-noise ratio, the optical path in the signal detector 90 may be blocked from the outside (for example, housed in a container) to substantially reduce noise due to leaked light. The detection result by the signal detector 90 is processed by the transmission-destination electronic control unit 80 and appropriately displayed on the display 100.

本件技術分野における習熟者(いわゆる当業者)であれば、その構成要素の追加、除去乃至置換によって、特定の画像化環境乃至用途に適するよう信号検知器90を変形することができるであろう。例えば、実現したい信号対雑音比特性が上掲のものと異なる場合は、光検知器セット98をフォトダイオードによって実現することもできる。同様に、上掲の例では、光検知器セット98を1個と合焦用光学系92及び96を一組用いて出射側開口52からの出射光を光検知器セット98上に集めているが、光検知器セット98をアレイ化して用いて出射側開口52の開口面を面積的にカバーすることとしてもよい。その場合、合焦用光学系は不要になる。   Those skilled in the art (so-called those skilled in the art) can modify the signal detector 90 to suit a particular imaging environment or application by adding, removing or replacing its components. For example, if the signal-to-noise ratio characteristics to be realized are different from those described above, the photodetector set 98 can also be realized by a photodiode. Similarly, in the above example, one light detector set 98 and one set of focusing optical systems 92 and 96 are used to collect the light emitted from the light emission side opening 52 on the light detector set 98. However, the light detector set 98 may be used in an array to cover the opening surface of the emission side opening 52 in terms of area. In that case, the focusing optical system becomes unnecessary.

また、以上説明した構成では、標本12の上側に入射側開口48を配置して誘導放射を集光するようにしているが、例えば図4に示すようにファイバ束第1端部42’を配置し、標本12’をその下側から入射側開口48’の視野内に捕らえるようにすること、即ちスライド16’表面のうち塗抹14’側とは逆側の表面を介して捕らえるようにことも、可能である。この場合、入射側開口48’がスライド16’を介し塗抹14’をその視野内(集光角θの範囲内)に捕らえるため、スライド16’としては細胞からの特徴発光(破線82’のうち下側に向かっているもの)を透過させ得るものを用いる。また、スライド16’特にその塗抹14’下の面を覆うよう、レーザ光等の輻射ビーム64を吸収するバンドパスフィルタ等の遮光フィルタ110を設ければ、輻射ビーム64がスライド16’下方に伝送され入射側開口48’に入射される現象を抑えられる。図4に示した構成においては、付随的な部材として更に部分円筒状反射器112も設けられている。部分円筒状の反射器により反射される光は一般にある直線上に合焦するものでありこの反射器112もまたそのような合焦ラインを有している。この反射器112の特徴の一つは、輻射ビーム64によって塗抹14’上に形成される直線軌跡74’と略一致する合焦ラインを有していることである。このような合焦ラインを有する部分円筒状反射器112を用いて画像化を行うことによって、特徴発光82’のうち上方に向かったものの幾分かを直線軌跡74’方向に反射させられるため、特徴発光集光量を増大させることができ、従って信号対雑音比を向上させることができる。なお、この部分円筒状反射器112と同様の反射器を図1に示した構成でも使用できることは、認められよう。   In the configuration described above, the incident side opening 48 is arranged above the sample 12 so as to collect the induced radiation. For example, as shown in FIG. 4, the fiber bundle first end portion 42 ′ is arranged. In addition, the specimen 12 'may be captured from the lower side in the field of view of the entrance side opening 48', that is, the specimen 12 'may be captured through the surface of the slide 16' on the side opposite to the smear 14 'side. Is possible. In this case, since the entrance side opening 48 ′ captures the smear 14 ′ in the visual field (within the range of the collection angle θ) through the slide 16 ′, the slide 16 ′ has a characteristic light emission from the cell (of the broken line 82 ′). Use a material that can transmit the material that is transmitted downward). Further, if a light shielding filter 110 such as a bandpass filter that absorbs the radiation beam 64 such as a laser beam is provided so as to cover the slide 16 ′, particularly the surface under the smear 14 ′, the radiation beam 64 is transmitted below the slide 16 ′. Thus, the phenomenon of being incident on the incident side opening 48 'can be suppressed. In the configuration shown in FIG. 4, a partial cylindrical reflector 112 is also provided as an additional member. The light reflected by the partially cylindrical reflector is generally focused on a certain straight line, and the reflector 112 also has such a focusing line. One of the features of the reflector 112 is that it has a focusing line that substantially coincides with the linear locus 74 ′ formed on the smear 14 ′ by the radiation beam 64. By performing imaging using the partial cylindrical reflector 112 having such a focusing line, some of the characteristic light emission 82 ′ directed upward can be reflected in the direction of the linear locus 74 ′. It is possible to increase the amount of feature light emission and thus improve the signal-to-noise ratio. It will be appreciated that a reflector similar to the partial cylindrical reflector 112 can be used with the configuration shown in FIG.

上述した構成において、細胞の修飾に使用され直接の走査対象となるプローブ例えば蛍光プローブとして、互いに他のプローブと異なる波長で発光する(例えば蛍光を発する)複数種類のプローブを用いるのが、有益なことが多い。複数種類のプローブをうまく用いれば、例えば、細胞が有している複数種類の特性を同時に計測することができようし、雑音や偽像を識別して除去することも可能になる。効率のよい励起を行う上でとりあえず望ましいのは、プローブ種類毎に輻射源例えばレーザ光源を設けること、特にその輻射源からの輻射ビーム例えばレーザ光の波長をその輻射ビームに対応するプローブの吸収域に適合した波長とすることである。同一の輻射源によって複数種類のプローブを励起し、それらプローブからの誘導放射を計測する、といった構成も、好適に採用できる。   In the above-described configuration, it is beneficial to use a plurality of types of probes that emit light at different wavelengths (for example, emit fluorescence) from other probes as probes that are used for cell modification and are directly scanned, such as fluorescent probes. There are many cases. If a plurality of types of probes are used successfully, for example, a plurality of types of characteristics of a cell can be measured simultaneously, and noise and false images can be identified and removed. For efficient excitation, it is desirable to provide a radiation source such as a laser light source for each probe type, and in particular, the wavelength of the radiation beam from the radiation source such as a laser beam corresponding to the radiation beam is absorbed by the probe. The wavelength is adapted to the above. A configuration in which a plurality of types of probes are excited by the same radiation source and the induced radiation from these probes is measured can also be suitably employed.

励起用の輻射源を複数個使用することは、細胞に複数種類の標識が付してある場合に生じ得るプローブ間アグリゲーション偽像を抑えるのに役立つ。例えばここに、実質的に異なる波長で誘導放射を発する二種類のプローブ、即ちより短波長の誘導放射を発する短波長放射プローブ及びより長波長の誘導放射を発する長波長放射プローブがあるとする。誘導放射の波長が実質的に異なる、とは、短波長放射プローブからの放射及び長波長放射プローブからの放射が混ざり合っている細胞群からの誘導放射をプローブ種類に対応づけて分離する処理を、その誘導放射を従来型の放射フィルタに通すことで実施できる、という意味である。細胞にこのような標識を付す場合に特に問題となるのは、励起用の輻射源例えばレーザ光源として短波長誘導放射に近い波長の輻射源を1個用いるのみだと、その輻射源の波長に近い短波長放射プローブによる誘導放射は効率的に引き起こせるが、長波長放射プローブによる誘導放射を効率的に引き起こせないことである。誘導放射の波長にもっと近い波長の輻射源を用いれば、そうした誘導放射もより効率的に引き起こせるであろう。無論、単一輻射源によって複数種類のプローブを励起する構成下において好適な励起対放射比で誘導放射を起こさせることも可能であるが、そのためには、長波長放射プローブを短波長放射プローブよりも高濃度で混ぜ入れる必要があろう。プローブを高濃度にすると励起対放射比がばらつき更にアグリゲーションが発生し得ることとなる。低濃度であっても励起効率を上げればよいのであるから、プローブ毎に別々の輻射源例えばレーザ光源を用いることが有意義であろう。   The use of a plurality of excitation radiation sources helps to suppress interprobe aggregation artifacts that can occur when cells are labeled with multiple types of labels. For example, suppose here are two types of probes that emit stimulated radiation at substantially different wavelengths: a short-wavelength emitting probe that emits shorter-wavelength stimulated radiation and a long-wavelength radiation probe that emits longer-wavelength stimulated radiation. The wavelength of the stimulated radiation is substantially different means that the process of separating the induced radiation from the cell group in which the radiation from the short wavelength radiation probe and the radiation from the long wavelength radiation probe are mixed in accordance with the probe type is separated. This means that the induced radiation can be implemented by passing it through a conventional radiation filter. When attaching such a label to a cell, a particular problem is that if only one radiation source having a wavelength close to short-wavelength stimulated radiation is used as an excitation radiation source, for example, a laser light source, the wavelength of the radiation source is increased. The stimulated emission by the near short wavelength radiation probe can be efficiently caused, but the induced radiation by the long wavelength radiation probe cannot be efficiently caused. If a radiation source with a wavelength closer to that of the stimulated radiation is used, such a stimulated radiation can be caused more efficiently. Of course, it is possible to induce stimulated emission at a suitable excitation-to-radiation ratio in a configuration in which multiple types of probes are excited by a single radiation source. Will also need to be mixed in at a high concentration. When the concentration of the probe is increased, the excitation-to-radiation ratio varies and further aggregation can occur. Since it is sufficient to increase the excitation efficiency even at a low concentration, it would be meaningful to use a separate radiation source such as a laser light source for each probe.

図5に、上掲の問題との関わりで、二種類のプローブを含む標本を2個のレーザ光源を用いて調べる例を示す。この図は、注目すべき波長域について波長132に対する伝達関数値(%)130の関係を表している。図中、縦方向の直線134により表されている波長は、使用している2個のレーザ光源のうち第1レーザ光源の波長であり、この例では488nmとされている。また、この例においては、第1プローブとして、その蛍光放射特性136における放射強度ピーク波長が図示の如く約520nmのFITC(Fluoresceinisothiocyanate isomer-I)プローブを用いている。第1レーザ波長134と、第1プローブ放射特性136上の強度ピーク波長との差は、本件技術分野においてストークスシフトとして知られている偏差に一致乃至適合している。従って、波長=488nmであるこのレーザ光によって、このFITCプローブを好適に励起することができる。なお、ストークスシフトとは、吸収された量子の波長と放射される量子の波長との間の差分のことをいう。エネルギ保存則があるので、この図のように出射波長≧入射波長となり、入射波長と出射波長との差は熱エネルギとしてその物質の原子格子内に吸収される。また、図中の曲線138は第1レーザ光源に対応して設ける第1放射フィルタの特性の好適例である。この第1放射フィルタ特性138は、第1レーザ光源から発せられた光のうち標本により反射されて信号検知器に到来する不要光等や各種の不要周波数成分を除去乃至抑圧できるよう、且つ目的とする第1プローブから放射される光例えば蛍光を実質的に透過させるよう、設計されており、図示の例ではその通過域が約505〜545nmの範囲となっている。   FIG. 5 shows an example in which a specimen including two types of probes is examined using two laser light sources in connection with the above problem. This figure shows the relationship of the transfer function value (%) 130 with respect to the wavelength 132 in the wavelength range of interest. In the figure, the wavelength represented by the vertical straight line 134 is the wavelength of the first laser light source of the two laser light sources used, and is 488 nm in this example. In this example, a FITC (Fluoresceinisothiocyanate isomer-I) probe having a radiation intensity peak wavelength of about 520 nm as shown in the drawing is used as the first probe. The difference between the first laser wavelength 134 and the intensity peak wavelength on the first probe radiation characteristic 136 matches or matches a deviation known in the art as a Stokes shift. Therefore, this FITC probe can be suitably excited by this laser beam having a wavelength = 488 nm. The Stokes shift is the difference between the absorbed quantum wavelength and the emitted quantum wavelength. Since there is an energy conservation law, the emission wavelength ≧ incident wavelength as shown in this figure, and the difference between the incident wavelength and the emission wavelength is absorbed as thermal energy in the atomic lattice of the substance. A curve 138 in the figure is a preferred example of the characteristics of the first radiation filter provided corresponding to the first laser light source. This first radiation filter characteristic 138 can remove or suppress unnecessary light and the like and various unnecessary frequency components that are reflected by the sample and arrive at the signal detector from the light emitted from the first laser light source. The first probe is designed to substantially transmit light emitted from the first probe, for example, fluorescence. In the illustrated example, the pass band is in the range of about 505 to 545 nm.

このとき、FITCプローブたる第1プローブと併用する第2プローブとして、そのプローブ放射特性140における強度ピーク波長が576nmであるR−PE(R-Phycoerythrin)プローブを用いることとすると、幾つかの問題が生じるであろう。まず、第1プローブ放射特性136と第2プローブ放射特性140は約550〜600nmの波長域にてかなりの程度重なり合っている。そのため信号クロストークが発生することから、第1プローブからの放射と第2プローブからの放射とを峻別するのが難しい。この問題を緩和するには、この図に示す如き特性142即ち約575〜640nmの波長域に亘る通過域を有する特性の第2放射フィルタを用いればよい。これによって、第1プローブからの放射の大部分が信号検知器手前で阻止されるため、信号クロストークの問題は部分的に緩和される。しかしながら、こうした放射フィルタを用いてもなお、かなりの量のクロストークが残存するため引き続き同種の問題が残る。即ち、第1プローブ放射特性136の裾野が第2放射フィルタ特性142の通過域内にかなり入り込んでいるため、その分はシステムの感度及び信号対雑音比が低くなる。   At this time, if an R-PE (R-Phycoerythrin) probe whose intensity peak wavelength in the probe radiation characteristic 140 is 576 nm is used as the second probe used in combination with the first probe which is the FITC probe, there are several problems. Will occur. First, the first probe radiation characteristic 136 and the second probe radiation characteristic 140 overlap to a considerable extent in the wavelength region of about 550 to 600 nm. Therefore, since signal crosstalk occurs, it is difficult to distinguish radiation from the first probe from radiation from the second probe. In order to alleviate this problem, a second radiation filter having a characteristic 142 as shown in this figure, that is, a characteristic having a pass band over a wavelength range of about 575 to 640 nm may be used. This partially alleviates the problem of signal crosstalk because most of the radiation from the first probe is blocked before the signal detector. However, even with such a radiation filter, a similar amount of crosstalk remains and the same problem remains. That is, since the base of the first probe radiation characteristic 136 is considerably in the pass band of the second radiation filter characteristic 142, the sensitivity and the signal-to-noise ratio of the system are lowered accordingly.

ここに、先に述べた信号損失が顕著になる原因の一つは、システム内に1個だけしか輻射源例えばレーザ光源を設けていないことである。即ち、第2プローブにより誘導放射を起こさせるのに適した波長に対して第1レーザ光源の波長が大きく相違しているため、第2プローブによる誘導放射は第1プローブによる誘導放射に比べ不効率にしか発生しない。第2プローブによる誘導放射をより効率的に引き起こすには、例えば図5の例でいえばその輻射波長144が約532nmの第2レーザ光源を、波長134に係る第1レーザ光源と同時使用すればよい。しかし、そうした場合、克服困難な問題が新たに発生する。即ち、第2レーザ光源の約532nmという波長144が第1放射フィルタ特性138上の通過域内にあるため、第2レーザ光源からのレーザ光が標本等により反射されるとその反射光が第1プローブからの誘導放射であるかのように誤検知されかねない。   Here, one of the causes of the remarkable signal loss described above is that only one radiation source such as a laser light source is provided in the system. That is, since the wavelength of the first laser light source is significantly different from the wavelength suitable for causing the stimulated emission by the second probe, the stimulated emission by the second probe is less efficient than the stimulated emission by the first probe. Only occurs in In order to cause the stimulated emission by the second probe more efficiently, for example, in the example of FIG. 5, a second laser light source having a radiation wavelength 144 of about 532 nm is used simultaneously with the first laser light source according to the wavelength 134. Good. However, in such cases, new problems that cannot be overcome arise. That is, since the wavelength 144 of about 532 nm of the second laser light source is in the pass band on the first radiation filter characteristic 138, when the laser light from the second laser light source is reflected by the sample or the like, the reflected light is reflected to the first probe. May be misdetected as if it were stimulated radiation from.

図6に、本発明の第1参考例に係る装置の構成を示す。この図に示す装置は信号検知器及びレーザ光源を共に複数個備えており、それらレーザ光源の時分割多重(time-multiplexed)動作によって、先に述べた問題点即ち複数個のプローブを用いる際に発生する問題点をなくしている装置である。本参考例においても複数通りのレーザ波長によって標本からの誘導放出を引き起こすようにしているが、本実施形態においては、先に述べた例の如くそれら複数通りのレーザ波長について同時に誘導放出を起こさせるのではなく、順番に或いは交互に起こさせるようにしている。従って、或るプローブの放射スペクトル範囲と別のプローブに係る励起用輻射源の波長との重なりによる問題は生じない。また、例えば第1プローブに誘導放出を起こさせるレーザ光は第2プローブによる誘導放出をほとんど引き起こさないため、第1プローブから誘導放出される光と第2プローブから誘導放出される光とが峻別不能に受光検知及び処理される現象、即ち信号クロストークが抑えられる。対比するに、レーザ光源の動作を時分割多重にしていない先の例では、誘導による第1プローブからの放出(図5中の特性136)と誘導による第2プローブからの放出(同140)とを分離識別するために、通常、図5中に曲線146で示す如き伝達特性を有するダイクロイックミラーが用いられていた。図5から看取できるように、このダイクロイックミラーの伝達特性146の通過域内、例えば約520nmより長波長側には、第1プローブ放射特性136のうちのかなりの部分が不要にも入り込んでいる。 FIG. 6 shows a configuration of an apparatus according to the first reference example of the present invention. The apparatus shown in this figure is provided with a plurality of signal detectors and laser light sources, and the time-multiplexed operation of the laser light sources causes the above-mentioned problem, that is, when a plurality of probes are used. This device eliminates the problems that occur. In this reference example , stimulated emission from the specimen is caused by a plurality of laser wavelengths. However, in this embodiment, stimulated emission is caused at the same time for the plurality of laser wavelengths as in the example described above. Instead, it is caused to occur in turn or alternately. Therefore, there is no problem due to the overlap between the radiation spectrum range of one probe and the wavelength of the excitation radiation source related to another probe. In addition, for example, laser light that causes stimulated emission in the first probe hardly causes stimulated emission by the second probe, so that light that is induced and emitted from the first probe cannot be distinguished from light that is induced and emitted from the second probe. The phenomenon that light reception is detected and processed, that is, signal crosstalk is suppressed. In contrast, in the previous example in which the operation of the laser light source is not time-division multiplexed, emission from the first probe by induction (characteristic 136 in FIG. 5) and emission from the second probe by induction (140). In general, a dichroic mirror having a transfer characteristic as indicated by a curve 146 in FIG. As can be seen from FIG. 5, a considerable portion of the first probe radiation characteristic 136 is unnecessarily intruded into the passband of the transmission characteristic 146 of this dichroic mirror, for example, at a wavelength longer than about 520 nm.

理解促進のためやや簡略化して図6に示した本参考例においては、輻射源として、例えば488nmのレーザ光64’を出射する第1レーザ光源62’、並びに532nmのレーザ光64’’を出射する第2レーザ光源62’’を設けている。第1ダイクロイックミラー150は、これらレーザ光64’及び64’’を受光し、波長選択的に励起用の輻射ビーム64として出射する。レーザ光源62’及び62’’と第1ダイクロイックミラー150の間にはそれぞれレーザ光源に対応してシャッタ148’及び148’’が設けられており、レーザ光64’及び64’’即ち励起用の信号はシャッタ148’及び148’’のうち対応するものを通って第1ダイクロイックミラー150に入射される。シャッタ148’及び148’’は、第1ダイクロイックミラー150から出射される輻射ビーム64が常に何れかのレーザ光源62’又は62’’からのレーザ光64’又は64’’のみを含むものになるよう、協調動作する。輻射ビーム64は反射装置152によってガルバノメータ66に向け反射される。ガルバノメータ66は、反射されてきた輻射ビーム64によって標本12上を走査させる。ガルバノメータ66と標本12との間には合焦レンズセット70を設けるとよい。ガルバノメータ66及び合焦レンズセット70は先に図1に基づき説明したものと概ね同様に動作する。 In the present reference example shown in FIG. 6 for simplification of understanding, for example , a first laser light source 62 ′ that emits a 488 nm laser beam 64 ′ and a 532 nm laser beam 64 ″ are emitted as radiation sources. A second laser light source 62 '' is provided. The first dichroic mirror 150 receives these laser beams 64 ′ and 64 ″ and emits them as a radiation beam 64 for excitation in a wavelength selective manner. Between the laser light sources 62 ′ and 62 ″ and the first dichroic mirror 150, shutters 148 ′ and 148 ″ are provided corresponding to the laser light sources, respectively. The signal is incident on the first dichroic mirror 150 through the corresponding one of the shutters 148 ′ and 148 ″. In the shutters 148 ′ and 148 ″, the radiation beam 64 emitted from the first dichroic mirror 150 always includes only the laser light 64 ′ or 64 ″ from any laser light source 62 ′ or 62 ″. So that they work together. The radiation beam 64 is reflected by the reflector 152 toward the galvanometer 66. The galvanometer 66 scans the specimen 12 with the reflected radiation beam 64. A focusing lens set 70 may be provided between the galvanometer 66 and the specimen 12. The galvanometer 66 and the focusing lens set 70 operate in substantially the same manner as described above with reference to FIG.

標本12内の第1及び第2プローブから誘導放出された蛍光は、光路154により受光され、この光路154を介して第1レンズ92へと伝送される。光路154は整形されているため光はこの伝送によりビーム状に収束、集光される。第1レンズ92により平行化された収束光は、第2ダイクロイックミラー156によって適宜、波長選択的にスプリットされ、スプリットされた光はそれぞれ光検知器セット98’及び98’’のうち対応するものにより受光される。この図の例では、光検知器セット98’の前段には遮光フィルタ94’及び第2レンズセット96’が、また光検知器セット98’’の前段には遮光フィルタ94’’及び第2レンズセット96’’が、それぞれ配置されている。遮光フィルタ及び第2レンズセットの機能は先に述べたものと概略同様である。これらを介して各プローブから到来する蛍光は、光検知器セット98’及び98’’のうち対応するものによって検知され、光検知器セット98’及び98’’は、対応する輻射ビーム64’又は64’’に係る光信号を受光して検知したその強度レベルを制御ユニット80に知らせ、制御ユニット80は、標本12の少なくとも一部を表す画素アレイが得られるよう輻射源及びスキャナによる走査、モータによる標本移動並びに光検知器セットによる検知を協調させつつ例えば輻射ビームに対応づけてこの検知結果を処理する。標本移動はビーム軌跡に直交する方向への直線移動(図1参照)としてもよく、また標本12の表面に直交する軸の周りでの回転を伴う移動でもよい。前者の場合入射側開口をビーム軌跡に対し略平行に配置し、後者の場合半径方向に対し略平行に配置する。更に、光検知器セット98’及び98’’に代えて単一の光検知器セットを設けてもよい。そのようにする場合は、例えば、光検知器セット別に設けていた遮光フィルタ94’及び94’’に代え、単一の回転ディスク内に遮光フィルタ94’及び94’’を組み込んで光検知器セットに前置し、そのディスクをレーザ光用のシャッタ148’及び148’’の動作に同期させて回転させればよい。即ち、第1レーザ光源62’に係る蛍光が到来するときにはその蛍光が遮光フィルタ94’を通り、また第2レーザ光源62’’に係る蛍光が到来するときにはその蛍光が遮光フィルタ94’’を通るよう、ディスクを対シャッタ同期動作させればよい。   Fluorescence stimulated and emitted from the first and second probes in the specimen 12 is received by the optical path 154 and transmitted to the first lens 92 via the optical path 154. Since the optical path 154 is shaped, the light is converged and condensed into a beam shape by this transmission. The convergent light collimated by the first lens 92 is appropriately wavelength-selectively split by the second dichroic mirror 156, and the split light is obtained by the corresponding one of the photodetector sets 98 ′ and 98 ″. Received light. In the example of this figure, a light shielding filter 94 ′ and a second lens set 96 ′ are provided in front of the light detector set 98 ′, and a light shielding filter 94 ″ and a second lens are provided in front of the light detector set 98 ″. Each set 96 '' is arranged. The functions of the light shielding filter and the second lens set are substantially the same as those described above. The fluorescence coming from each probe via these is detected by the corresponding one of the photodetector sets 98 ′ and 98 ″, which detects the corresponding radiation beam 64 ′ or 98 ′ or 98 ″. The control unit 80 informs the control unit 80 of the intensity level detected by receiving and detecting the optical signal 64 ″, and the control unit 80 scans by a radiation source and a scanner, a motor so as to obtain a pixel array representing at least a part of the sample 12. The detection result is processed in association with, for example, a radiation beam while coordinating the specimen movement and detection by the photodetector set. The specimen movement may be a linear movement (see FIG. 1) in a direction perpendicular to the beam trajectory, or may be a movement accompanied by rotation around an axis perpendicular to the surface of the specimen 12. In the former case, the incident side opening is arranged substantially parallel to the beam locus, and in the latter case, the incident side opening is arranged substantially parallel to the radial direction. Furthermore, a single photodetector set may be provided in place of the photodetector sets 98 'and 98 ". In that case, for example, in place of the light shielding filters 94 ′ and 94 ″ provided for each photodetector set, the light shielding filters 94 ′ and 94 ″ are incorporated in a single rotating disk, and the photodetector set. The disk may be rotated in synchronism with the operation of the laser beam shutters 148 'and 148' '. That is, when the fluorescence related to the first laser light source 62 ′ arrives, the fluorescence passes through the light shielding filter 94 ′, and when the fluorescence related to the second laser light source 62 ″ arrives, the fluorescence passes through the light shielding filter 94 ″. Thus, the disk may be operated in synchronization with the shutter.

図7に本発明の第2参考例に係る装置の構成を示す。この図に示す装置も第1参考例同様に前述の問題点を解消した装置である。この装置においては、更に、合計走査時間を短縮することができる。即ち、本参考例においても、標本12における誘導放出を全輻射ビーム同時ではなく輻射ビーム毎に順番又は交互に起こさせているため、前述の問題点を解消できる。また、本参考例においては、これを、回転ポリゴンスキャナセット160を用いて実現しているため、高速走査が可能である。回転ポリゴンスキャナセット160は、この図に示すように、多面体ミラー160a、これを回転させるモータ160b、並びにフライホイール160cを有している。モータ160b及びフライホイール160cは、多面体ミラー160aを滑らかに回転させることができるよう、即ち反射面の逆方向微動による光信号ジッタが生じないよう選択及び配置されている。ガルバノメータと違い、高速回転させても逆方向微動が生じにくく、従ってジッタが生じにくい。また、図示の如く、この回転ポリゴンスキャナセット160は、レーザ等の輻射ビーム64によって標本12の表面を走査させる。即ち、第1レーザ光源62’からのレーザ光64’が輻射ビーム64として回転ポリゴンスキャナセット160に到来すると、この輻射ビーム64は多面体ミラー160aの或る面により角度走査され、標本12の表面に入射していく。また、第2レーザ光源62’’からのレーザ光64’’が輻射ビーム64として回転ポリゴンスキャナセット160に到来すると、この輻射ビーム64は多面体ミラー160aのまた別の面により角度走査され、標本12の表面に入射していく。従って、本参考例によれば、或るレーザ光源からのレーザ光によって全プローブに誘導放出を起こさせそれらの誘導放出をレーザ干渉無しで検知するという検知手法も、実施することができる。例えば二種類のプローブを用いる場合、第1レーザ光源62’からのレーザ光64’を輻射ビーム64として照射するときにはその輻射ビーム64によって第1及び第2プローブ双方に誘導放出を起こさせそれらを検知する一方、第2レーザ光源62’’からのレーザ光64’’を輻射ビーム64として照射するときにはその輻射ビーム64によって第1及び第2プローブのうち所定の一方のみに誘導放出を起こさせそれを検知する、といった具合である。なお、本参考例においては、光検知器及びこれに関連する部材を図示の如く1個ずつ(92、94、96及び98)しか設けていない。この構成下で時分割多重検知を実施するには、例えば、シャッタ148’及び148’’と同期して挿入され又は特性が切り替わる(例えばフィルタ素子が入れ替わる)時分割多重動作フィルタ162を設ければよい。但し、時分割多重フィルタ162を用いる構成は一例構成に過ぎず、従って図7に示す構成において光検知器を複数個にした構成も本発明の技術的範囲に含まれるものである。 FIG. 7 shows the configuration of an apparatus according to the second reference example of the present invention. The apparatus shown in this figure is also an apparatus that has solved the above-mentioned problems as in the first reference example . In this apparatus, the total scanning time can be further shortened. That is, also in this reference example , since the stimulated emission in the specimen 12 is caused to occur in order or alternately for each radiation beam, not for all radiation beams simultaneously, the above-described problems can be solved. In this reference example , since this is realized using the rotating polygon scanner set 160, high-speed scanning is possible. The rotating polygon scanner set 160 includes a polyhedral mirror 160a, a motor 160b for rotating the polyhedral mirror 160a, and a flywheel 160c, as shown in FIG. The motor 160b and the flywheel 160c are selected and arranged so that the polyhedral mirror 160a can be smoothly rotated, that is, optical signal jitter due to reverse fine movement of the reflecting surface does not occur. Unlike a galvanometer, reverse fine movement hardly occurs even when it is rotated at a high speed, and therefore jitter hardly occurs. As shown in the figure, the rotating polygon scanner set 160 scans the surface of the specimen 12 with a radiation beam 64 such as a laser. That is, when the laser beam 64 ′ from the first laser light source 62 ′ arrives at the rotating polygon scanner set 160 as a radiation beam 64, the radiation beam 64 is angularly scanned by a certain surface of the polyhedral mirror 160 a and applied to the surface of the specimen 12. Incident. When the laser beam 64 ″ from the second laser light source 62 ″ arrives at the rotating polygon scanner set 160 as a radiation beam 64, the radiation beam 64 is angularly scanned by another surface of the polyhedral mirror 160a, and the specimen 12 is scanned. Incident on the surface. Therefore, according to this reference example , it is possible to implement a detection method in which stimulated emission is caused in all the probes by laser light from a certain laser light source and the induced emission is detected without laser interference. For example, when two types of probes are used, when the laser beam 64 ′ from the first laser light source 62 ′ is irradiated as the radiation beam 64, the radiation beam 64 causes both the first and second probes to emit stimulated emission and detect them. On the other hand, when the laser beam 64 ″ from the second laser light source 62 ″ is irradiated as the radiation beam 64, the radiation beam 64 causes stimulated emission in only one of the first and second probes. For example, it is detected. In this reference example , only one photodetector (92, 94, 96 and 98) is provided one by one as shown in the figure. In order to perform time division multiplex detection under this configuration, for example, a time division multiplex operation filter 162 that is inserted in synchronization with the shutters 148 ′ and 148 ″ or whose characteristics are switched (for example, filter elements are switched) is provided. Good. However, the configuration using the time division multiplex filter 162 is only an example configuration, and thus a configuration in which a plurality of photodetectors are included in the configuration shown in FIG. 7 is also included in the technical scope of the present invention.

図8に本発明の実施形態に係る装置の構成を示す。この図に示す装置も第1及び第2参考例同様に前述の問題点を解消した装置である。本実施形態においても、標本12における誘導放出を全輻射ビーム同時ではなく輻射ビーム毎に順番又は交互に起こさせているため、前述の問題点を解消できる。また、本実施形態においても、標本12の表面をレーザ光等の輻射ビームで走査させる手段として回転ポリゴンスキャナセット160を用いており、この回転ポリゴンスキャナセット160の回転による輻射ビームの走査という原理は図7に示した参考例と同様である。しかしながら、本実施形態においては、一方の輻射源(例えばレーザ光源62’)からの輻射ビームにより形成される走査線間に、他方の輻射源(例えばレーザ光源62’’)からの輻射ビームにより形成される走査線が自動的に挿入されるため、回転ポリゴンスキャナセット160の回転速度を高めること無しに、図7に示した参考例に比べ走査速度を倍にすることができる。即ち、本実施形態においては、レーザ光源62’及び62’’から回転ポリゴンスキャナセット160への入射角を適宜設定することによって、その回転ポリゴンスキャナセット160に、順序乃至交互走査に加え走査線挿入を自動的に行わせている。しかも、レーザ光源62’及び62’’の何れにおいてもシャッタを使用する必要がない。より具体的には、レーザ光源62’及び62’’を入射側開口を基準として所定の位置関係で適切に配置することによって、回転ポリゴンスキャナセット160の図中矢印方向への回転に伴い、第1レーザ光源62’からの輻射ビームが回転ポリゴンスキャナセット160の各面反射によって角度走査され、これを追いかけるように第2レーザ光源62’’からの輻射ビームが回転ポリゴンスキャナセット160の各面反射によって角度走査されるようにしてある。こうした回転ポリゴンスキャナセット160各面による走査によって走査線が挿入されるため、走査線本数が効率的に二倍化される。注記すべきことに、走査線が挿入されるよう各レーザ光源を適宜配置するというこの発想は、レーザ光源を何個に増やした構成でも採用できる。また、回転ポリゴンスキャナセット160を何面にするかは望みに応じて定めることができる。 Figure 8 shows the structure of a device according to the implementation embodiments of the present invention. Similarly to the first and second reference examples, the apparatus shown in this figure is an apparatus that has solved the above-mentioned problems. Also in this embodiment, since the stimulated emission in the specimen 12 is caused to occur sequentially or alternately for each radiation beam, not simultaneously with all radiation beams, the above-described problems can be solved. Also in this embodiment, the rotating polygon scanner set 160 is used as means for scanning the surface of the specimen 12 with a radiation beam such as a laser beam, and the principle of scanning of the radiation beam by the rotation of the rotating polygon scanner set 160 is as follows. This is the same as the reference example shown in FIG. However, in this embodiment, it is formed by a radiation beam from the other radiation source (for example, the laser light source 62 ″) between the scanning lines formed by the radiation beam from one radiation source (for example, the laser light source 62 ′). Since the scanning line to be inserted is automatically inserted, the scanning speed can be doubled as compared with the reference example shown in FIG. 7 without increasing the rotational speed of the rotating polygon scanner set 160. That is, in the present embodiment, by appropriately setting the incident angle from the laser light sources 62 ′ and 62 ″ to the rotating polygon scanner set 160, a scanning line is inserted into the rotating polygon scanner set 160 in addition to sequential or alternate scanning. Is done automatically. Moreover, it is not necessary to use a shutter in either of the laser light sources 62 ′ and 62 ″. More specifically, by appropriately arranging the laser light sources 62 ′ and 62 ″ in a predetermined positional relationship with respect to the incident side opening, the rotation of the rotating polygon scanner set 160 in the direction of the arrow in the figure is changed. The radiation beam from one laser light source 62 ′ is angularly scanned by reflection on each surface of the rotating polygon scanner set 160, and the radiation beam from the second laser light source 62 ″ is reflected on each surface of the rotating polygon scanner set 160 so as to follow this. The angle scan is performed by. Since the scanning lines are inserted by scanning each surface of the rotating polygon scanner set 160, the number of scanning lines is effectively doubled. It should be noted that this idea of appropriately arranging the laser light sources so that the scanning lines are inserted can be adopted even in a configuration in which the number of laser light sources is increased. Also, the number of surfaces of the rotating polygon scanner set 160 can be determined as desired.

図8に示した実施形態の有用性が特に高いのは、走査効率が50%未満の場合、即ち走査線自動挿入による効率倍化の余地があるである。このシステム乃至手法の利点の一つは、回転ポリゴンスキャナセット160の回転速度を増すこともまた全体の処理速度を低下させることも無しに、走査線を追加挿入できることである。これに加えて、先に述べた参考例にて使用しているガルバノメータ66ではややもするとその振動によりジッタが発生するのに対し、回転ポリゴンスキャナセット160ではそうしたジッタがほとんど発生しない、という事実による利点もある。更に、図8に示した実施形態は、他の参考例であれば1回の走査に費やされる時間内で二倍の量の情報を検知する能力を有しているため、走査に要する合計時間が顕著に短くなる。認められるべきことに、図8中におけるコンポーネント配置及び順序は一例に過ぎず、従ってそれらに変更を加えた参考例も本発明の技術的範囲に包含される。 The embodiment shown in FIG. 8 is particularly useful in the case where the scanning efficiency is less than 50%, that is, there is room for doubling the efficiency by scanning line automatic insertion. One advantage of this system or approach is that additional scan lines can be inserted without increasing the rotational speed of the rotating polygon scanner set 160 or reducing the overall processing speed. In addition to this, the galvanometer 66 used in the above-mentioned reference example generates jitter due to the vibration, while the rotating polygon scanner set 160 hardly generates such jitter. There are also advantages. Furthermore, since the embodiment shown in FIG. 8 has the ability to detect twice the amount of information within the time spent for one scan in another reference example , the total time required for the scan Is significantly shortened. It should be appreciated that the arrangement and order of components in FIG. 8 are merely examples, and therefore reference examples with modifications thereof are also included in the technical scope of the present invention.

図6〜図8に示した参考例、実施形態の何れにおいても、レーザ周波数との重複による蛍光信号の劣化という問題は基本的に解消されている。更に、目的とするプローブによる放射効率を最大化でき且つクロストーク原因たる他のプローブによる放射効率が低くなるようなレーザ周波数にて、各プローブからの誘導放出を起こさせているため、信号クロストークを減少させることができる。また、何れの参考例、実施形態においても、フィルタリングシステムのコストを顕著に抑えることができるだけでなく、複数プローブ複数レーザ蛍光検知システムにおけるフィルタリング能力を格段と向上させることができる。そして、図8に示した実施形態によれば、図7に示した参考例に比べ走査線本数を二倍にすることができ、しかもそれを回転ポリゴンスキャナセット160の回転速度乃至走査速度を増すこと無しに達成することができる。 In any of the reference examples and embodiments shown in FIGS. 6 to 8, the problem of the deterioration of the fluorescence signal due to the overlap with the laser frequency is basically solved. In addition, signal crosstalk is caused by stimulated emission from each probe at a laser frequency at which the radiation efficiency of the target probe can be maximized and the radiation efficiency of other probes causing crosstalk is reduced. Can be reduced. Moreover, in any reference example and embodiment, not only can the cost of the filtering system be remarkably suppressed, but also the filtering capability in the multi-probe multi-laser fluorescence detection system can be significantly improved. According to the embodiment shown in FIG. 8, the number of scanning lines can be doubled as compared with the reference example shown in FIG. 7, and the rotational speed or scanning speed of the rotating polygon scanner set 160 is increased. Can be achieved without any trouble.

また、各参考例、実施形態における時分割多重走査による効果としては、自己蛍光周波数との関連による効果もある。自己蛍光による雑音は、励起光波長近傍では高レベルであるのに対し、励起光波長から遠い波長例えば誘導放出波長ではより低レベルになる。第1プローブ例えばFITCプローブと第2プローブ例えばR−PEプローブとを同時に励起して蛍光させる構成においては、図5に示したように、第2プローブからの蛍光によるクロストークがフィルタリングによって除去されるよう第1放射フィルタ特性138を設計する必要があった。それによって第1プローブに係る誘導放射136のうち長波長側のかなりの成分が阻止されるにもかかわらず、第2輻射源からの輻射ビームにより第1プローブからの誘導放出のピーク近傍に生じる自己蛍光による雑音は、抑圧できなかった。これに対して、時分割多重走査を行う構成では基本的にクロストークが発生しないため、或るプローブからの誘導放射の長波長成分を阻止すること無しに信号対雑音比を向上させることができ、これは画像フィルタリング処理との関わりでいえば有益なことである。 In addition, as an effect of the time division multiplex scanning in each reference example and embodiment, there is an effect due to the relationship with the autofluorescence frequency. Noise due to autofluorescence is at a high level in the vicinity of the excitation light wavelength, but is at a lower level at a wavelength far from the excitation light wavelength, such as a stimulated emission wavelength. In the configuration in which the first probe, for example, the FITC probe and the second probe, for example, the R-PE probe, are simultaneously excited and fluorescent, the crosstalk due to the fluorescence from the second probe is removed by filtering as shown in FIG. Therefore, it was necessary to design the first radiation filter characteristic 138. The self generated in the vicinity of the peak of the stimulated emission from the first probe by the radiation beam from the second radiation source even though a considerable component on the long wavelength side of the stimulated radiation 136 related to the first probe is thereby blocked. Noise due to fluorescence could not be suppressed. On the other hand, in the configuration in which time division multiplex scanning is performed, basically no crosstalk occurs, so that the signal-to-noise ratio can be improved without blocking the long wavelength component of the induced radiation from a certain probe. This is useful in connection with image filtering processing.

以上、本発明の参考例、実施形態について、特に細胞識別への適用例により説明を行ったが、本発明に係る思想はそうした用途以外の用途にも適用できる。例えば、図6〜図8に示した構成を有するイメージャ乃至画像化装置は、識別乃至位置決定の対象となる物体が存在する多様な画像化分野において、好適に使用できる。使用可能な分野の一例としては生物医学の分野がある。特に、その内部に10〜10000個のDNA分子を配列したアレイ、即ち本件技術分野においてDNAチップとして知られるアレイを対象として、好適に使用できる。DNAチップを対象として本発明を実施する場合、例えば、そのうちの分子群に対し選択的に蛍光タグが組み込まれるよう処理された多数のDNA分子の集団を内蔵しているDNAチップ内から、タグが挿入されているDNA分子を識別する際に、本発明の実施形態に係る装置を公的に使用できる。このような分野において本発明を実施すれば、従前の技術で実現できる速度の数倍の速度で標本にアクセス可能な画像化装置が得られる。 As mentioned above, although the reference example and embodiment of this invention were demonstrated by the application example especially to cell identification, the thought which concerns on this invention is applicable also to uses other than such a use. For example, the imager or the imaging apparatus having the configuration shown in FIGS. 6 to 8 can be suitably used in various imaging fields where an object to be identified or determined is present. One example of a field that can be used is the biomedical field. In particular, it can be suitably used for an array in which 10 to 10000 DNA molecules are arranged, that is, an array known as a DNA chip in this technical field. When the present invention is implemented for a DNA chip, for example, the tag is removed from the inside of a DNA chip that contains a large number of DNA molecules treated so that a fluorescent tag is selectively incorporated into a group of molecules. In identifying the inserted DNA molecule, the apparatus according to embodiments of the present invention can be used publicly. If the present invention is implemented in such a field, an imaging apparatus capable of accessing a sample at a speed several times faster than that which can be realized by conventional techniques can be obtained.

本発明の実施形態に係る装置を組み込むのに適した画像化装置を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating an imaging apparatus suitable for incorporating an apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示した画像化装置を構成する整形光ファイバ束と標本との関係を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the relationship between the shaping optical fiber bundle which comprises the imaging apparatus shown in FIG. 1, and a sample. 図1に示した画像化装置を構成する整形光ファイバ束、特に入射側開口を形成する第1端部の一形態を示す拡大端面図である。FIG. 2 is an enlarged end view showing one form of a first end portion forming a shaping optical fiber bundle constituting the imaging apparatus shown in FIG. 図1に示した画像化装置を構成する整形光ファイバ束、特に入射側開口を形成する第1端部の他の形態を示す拡大端面図である。FIG. 7 is an enlarged end view showing another form of the first end portion forming the shaping optical fiber bundle constituting the imaging apparatus shown in FIG. 1, in particular, the incident side opening. 励起光及びそれによって生じた誘導放射をプロットした図である。It is the figure which plotted excitation light and the induced radiation produced by it. 本発明の第1参考例における装置構成及び配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the apparatus structure and arrangement | positioning in the 1st reference example of this invention. 本発明の第2参考例における装置構成及び配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the apparatus structure and arrangement | positioning in the 2nd reference example of this invention. 本発明の実施形態における装置構成及び配置を示す模式図である。Is a schematic view showing an apparatus constructed and arranged in the implementation of the invention.

符号の説明Explanation of symbols

12,12’ 標本、14,14’ 生体塗抹、20 イメージャステージ、62’,62’’ 輻射源(レーザ光源)、64,64’,64’’ 輻射ビーム(レーザ光/励起光/励起場)、80 プロセッサ(電子制御ユニット)、98,98’,98’’ 信号検知器の光検知器、154 光路。
12, 12 ′ specimen, 14, 14 ′ biological smear, 20 imager stage, 62 ′, 62 ″ radiation source (laser light source), 64, 64 ′, 64 ″ radiation beam (laser light / excitation light / excitation field) , 80 processor (electronic control unit), 98, 98 ′, 98 ″ signal detector light detector, 154 light path.

Claims (4)

標本を支持するイメージャステージと、
イメージャステージ上の標本をその視野内に捕らえるよう標本に近接配置された入射側開口及びそこから離れた場所にある出射側開口を有する光路と、
射側開口を基準として複数に分かれて配置され且つそれぞれ輻射ビームを発する複数個の輻射源と、
2以上の反射面を持ち、各反射面は、各反射面に対応する各輻射源から入射する輻射ビームを反射して各輻射を標本の選択された領域の上に走する回転式ポリゴンスキャナと、
標本に対する輻射ビームの作用によって生じ、入射側開口にて受光され、光路を介して出射側開口に伝送され、出射側開口から出射される光信号を各輻射源に対応づけて受光検知する光検知器システムと、
光検知器システムにより検知された光信号を各輻射源に対応づけて処理するプロセッサと、
を備える標本画像化用走査型イメージャであって、
各輻射源は、各輻射源に対応する回転式ポリゴンスキャナの各反射面によって反射される輻射ビームを発し、反射された各輻射ビームが各輻射ビームの走査方向と直角方向にずれた標本の位置を各輻射ビームの標本に対する作用時間をずらして順番に走査することができ、回転式ポリゴンスキャナの一回転あたりの標本のスキャン数を増加させるような回転式ポリゴンミラーへの入射角となるように回転式ポリゴンミラーと所定の位置関係で配置されていること、
を特徴とする標本画像化用走査型イメージャ
An imager stage that supports the specimen,
An optical path having an entrance aperture positioned proximate to the sample to capture the sample on the imager stage within its field of view and an exit aperture away from it;
A plurality of radiation sources that emit placed by and respectively the radiation beam is divided into a plurality based on the input elevation side opening,
Has two or more reflective surfaces, each reflective surface is rotating polygon scannerrun on selected areas of each radiating specimen reflects radiation beams incident from the radiation source corresponding to the respective reflecting surfaces When,
Light detection that occurs due to the action of the radiation beam on the specimen, is received at the entrance-side aperture, transmitted to the exit-side aperture via the optical path, and received and detected by associating the light signal emitted from the exit-side aperture with each radiation source Instrument system,
A processor for processing the optical signal detected by the photodetector system in association with each radiation source;
A scanning imager for specimen imaging comprising :
Each radiation source emits a radiation beam reflected by each reflecting surface of the rotary polygon scanner corresponding to each radiation source, and the position of the specimen in which each reflected radiation beam is shifted in a direction perpendicular to the scanning direction of each radiation beam. Can be scanned in order by shifting the action time of each radiation beam on the sample, so that the angle of incidence on the rotary polygon mirror increases the number of sample scans per rotation of the rotary polygon scanner. It is arranged in a predetermined positional relationship with the rotary polygon mirror,
A scanning imager for specimen imaging characterized by the above .
請求項1記載の標本画像化用走査型イメージャにおいて、光信号の発生元が、別々の波長で蛍光を発する複数種類の蛍光プローブである標本画像化用走査型イメージャ。   The scanning imager for specimen imaging according to claim 1, wherein the light signal is generated from a plurality of types of fluorescent probes that emit fluorescence at different wavelengths. 請求項2記載の標本画像化用走査型イメージャにおいて、蛍光プローブにて発生する複数通りの光信号を、互いに他の光信号と干渉しない非干渉性光信号として光検知器システムにより受光検知させる標本画像化用走査型イメージャ。   3. The specimen imaging scanning imager according to claim 2, wherein a plurality of optical signals generated by the fluorescent probe are received and detected by the photodetector system as non-coherent optical signals that do not interfere with each other. Scanning imager for imaging. 標本を支持するイメージャステージと、イメージャステージ上の標本をその視野内に捕らえるよう標本に近接配置された入射側開口及びそこから離れた場所にある出射側開口を有する光路と、入射側開口を基準として複数に分かれて配置され且つそれぞれ輻射ビームを発する複数個の輻射源と、2以上の反射面を持ち、各反射面は、各反射面に対応する各輻射源から入射する輻射ビームを反射して各輻射を標本の選択された領域の上に走査する回転式ポリゴンスキャナと、標本に対する輻射ビームの作用によって生じ、入射側開口にて受光され、光路を介して出射側開口に伝送され、出射側開口から出射される光信号を各輻射源に対応づけて受光検知する光検知器システムと、光検知器システムにより検知された光信号を各輻射源に対応づけて処理するプロセッサと、を備える標本画像化用走査型イメージャであって、各輻射源は、各輻射源に対応する回転式ポリゴンスキャナの各反射面によって反射され、各輻射ビームが各輻射ビームの走査方向と直角方向にずれた標本の位置を各輻射ビームの標本に対する作用時間をずらして順番に走査することができ、回転式ポリゴンスキャナの一回転あたりの標本のスキャン数を増加させるような回転式ポリゴンミラーへの入射角となるように回転式ポリゴンミラーと所定の位置関係で配置されている標本画像化用走査型イメージャを準備するステップと、
複数の輻射ビームからの輻射を各輻射源に対応する回転式ポリゴンスキャナの各反射面で反射させて、回転式ポリゴンスキャナの一回転あたりのスキャン数を増加させるステップと、
標本上を直線経路に沿って、それぞれが異なる輻射波長を持つ反射された複数の輻射ビームを各輻射ビームの走査方向と直角方向にずれた標本の位置を各輻射ビームの標本に対する作用時間をずらして順番に掃引するステップと、
標本に対する各輻射ビームの作用により発生した光を集めるステップと、
集めた光を光路により所定の出射場所まで伝送させるステップと、
その出射場所にて且つ輻射ビームに対応づけてその集まった光を検知するステップと、
輻射ビームによる掃引と協調させつつ輻射ビームによる直線掃引経路に対し略直交する方向へと標本を移動させることにより複数の輻射ビームで順番に標本の掃引をラスタ的に行わせるステップと、
これら掃引動作、移動動作及び検知動作を協調させることによって標本の少なくとも一部を表す画素アレイを輻射ビームに対応づけて発生させるステップと、
を有する画像化方法。
An imager stage that supports the sample, an optical path having an incident-side aperture positioned close to the sample and an exit-side aperture away from the sample so as to capture the sample on the imager stage in its field of view, and the incident-side aperture as a reference And a plurality of radiation sources each of which emits a radiation beam and two or more reflection surfaces, and each reflection surface reflects a radiation beam incident from each radiation source corresponding to each reflection surface. A rotating polygon scanner that scans each radiation over a selected area of the specimen and the radiation beam acting on the specimen, and is received by the incident side aperture and transmitted to the exit side aperture via the optical path. An optical detector system that detects and detects the light signal emitted from the side opening in association with each radiation source, and associates the optical signal detected by the optical detector system with each radiation source A scanning imager for specimen imaging comprising a processor for processing, wherein each radiation source is reflected by each reflecting surface of a rotary polygon scanner corresponding to each radiation source, and each radiation beam is scanned by each radiation beam. Rotating type that can scan the position of the sample shifted in the direction perpendicular to the direction in order by shifting the working time of each radiation beam on the sample and increasing the number of sample scans per rotation of the rotating polygon scanner Preparing a scanning imager for sample imaging arranged in a predetermined positional relationship with a rotary polygon mirror so as to have an incident angle on the polygon mirror;
Reflecting radiation from a plurality of radiation beams on each reflecting surface of the rotary polygon scanner corresponding to each radiation source, and increasing the number of scans per rotation of the rotary polygon scanner;
On specimen along a linear path, shifting the action time for specimens of each radiation beam a plurality of radiation beams reflected respectively having different radiation wavelengths position of the sample shifted in the scanning direction perpendicular to the direction of the radiation beam Step to sequentially sweep,
Collecting light generated by the action of each radiation beam on the specimen;
Transmitting the collected light to a predetermined emission location by an optical path;
Detecting the collected light in association with the radiation beam at the exit location;
A step of performing a sweep of the sample in a raster manner in order with a plurality of radiation beams by moving the sample in a direction substantially orthogonal to the linear sweep path by the radiation beam while coordinating with the sweep by the radiation beam,
Generating a pixel array representing at least a part of the sample in association with the radiation beam by coordinating the sweep operation, the movement operation, and the detection operation;
An imaging method comprising:
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